Кабардов М.М., Пламеневский Б.А., Сарафанов О.В., Шаркова Н.М. «Сравнение асимптотического и численного подходов к исследованию резонансного туннелирования в симметричном двумерном квантовом волноводе переменного сечения» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 461, с. 124-139 (2017)

Волновод совпадает с полосой, имеющей два сужения ширины ε. Волновая функция электрона удовлетворяет задаче Дирихле для уравнения Гельмгольца. Часть волновода между сужениями играет роль резонатора, и могут возникнуть условия для резонансного туннелирования электрона. В статье используются асимптотические формулы для характеристик резонансного туннелирования при ε→0. Асимптотические результаты сравниваются с численными, полученными приближенным вычислением волноводной матрицы рассеяния в интервале энергий между вторым и третьим порогами. Это сравнение позволяет установить диапазон параметра ε, в котором согласуются асимптотический и численный подходы. Предложенные методы применимы к значительно более сложным моделям, чем рассмотренная в статье. В частности, такой же подход можно использовать для асимптотического и численного анализа туннелирования в трехмерных квантовых волноводах переменного сечения

Запрягаев В.И., Кавун И.Н., Губанов Д.А., Дядькин А.А., Рыбак С.П. «Экспериментальные исследования влияния шероховатости сопла на параметры течения в слое смешения осесимметричной трансзвуковой струи» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 94-98 (2018)

Развитие методов математического моделирования сдвиговых турбулентных высокоскоростных течений приводит к необходимости детального описания условий формирования таких потоков. В частности, при моделировании струйных течений встает вопрос об уровне начальных возмущений в потоке и их влиянии на развитие слоя смешения. В работе на примере высокоскоростной воздушной струи, истекающей из осесиметричного сопла исследуются характеристики слоя смешения! вблизи среза сопла и на некотором расстоянии от него. Целью работы являлось исследование влияния состояния пограничного слоя сопла на характеристики слоя смешения в начальном участке дозвуковой высокоскоростной струи.

Травин А.К., Стрелец М.Х., Шур М.Л., Запрягаев В.И., Кавун И.Н., Губанов Д.А., Дядькин А.А., Рыбак С.П. «Расчетно-экспериментальное исследование трансзвуквого обтекания модели сопла ракетного блока аварийного спасения» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 157-160 (2018)

Как показано в работе . нестационарные характеристики турбулентного следа за соплами ракетного блока аварийного спасения (РБАС) во многом определяют интенсивность аэроакустических воздействий потока на обитаемый модуль (возвращаемый аппарат) при выведении пилотируемою транспортного корабля на орбиту. Расчетное определение этих характеристик представляет собой весьма сложную вычислительную задачу. решение которой требует применения ресурсоемких вихреразрешающих подходов к описанию турбулентности. Для верификации и усовершенствования таких подходов необходимы надежные экспериментальные данные, что диктует необходимость проведения тщательных согласованных между собой экспериментальных и расчетных исследований. В данной работе такое комплексное исследование выполнено для модельного сопла РБАС. находящегося в трансзвуковом потоке (число Маха 0.85) на выходе из сопла Витошинского

Белый В.Н., Хило П.А., Казак Н.С., Хило Н А. «Низкочастотное обратное акустооптическое рассеяние бесселевых световых пучков» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-мат. навук), 53, № 3, с. 78-86 (2017)

Исследованы особенности акустооптической дифракции бесселева светового пучка (БСП) на бесселевом акустическом пучке (БАП) в поперечно анизотропных кристаллах. Рассмотрена схема акустооптического (АО) взаимодействия, когда ТН-поляризованный (или е-поляризованный) БСП падает на оптически одноосный кристалл в направлении оптической оси с и за счет анизотропной дифракции ТН→ТЕ падающий е-БСП возбуждает в кристалле рассеянный о-БСП. Задача АО дифракции решается для поперечно изотропных кристаллов, цилиндрически симметричная геометрия которых полностью согласована по симметрии с БСП и БАП, распространяющихся вдоль оптической оси, и процесс АО взаимодействия происходит без искажения пространственной структуры пучков. Показано, что в процессе обратного акустооптического рассеяния использование бесселевых световых пучков с большим углом конуса позволяет значительно уменьшить необходимую для выполнения условия продольного синхронизма частоту акустической волны (до значений менее 1 ГГц). Установлено, что эффективность АО взаимодействия БСП и БАП определяется не только интенсивностью акустического поля, продольной волновой расстройкой и длиной взаимодействия, как в случае плоских волн, но и поперечной структурой бесселевых пучков. Эта структура определяет величину интегралов перекрытия и, следовательно, эффективные АО параметры. При выполнении условий продольного и поперечного синхронизмов возможно достижение высокой эффективности дифракции, близкой к единице, а угловая ширина основного максимума составляет при этом величину ∼0,5 мрад и возрастает при увеличении акустической мощности. Установлено, что при дифракции БСП происходит трансформация порядка его фазовой дислокации на величину, равную порядку фазовой дислокации БАП. Из-за малой ширины углового спектра рассеянного БСП обратное акустооптическое рассеяние бесселевых световых пучков перспективно для разработки низкочастотных акустооптических фильтров и спектроанализаторов, а свойство самореконструкции поперечной структуры перспективно для применений бесселевых пучков в дефектоскопии.

Булычев Н.А, Казаря М.А., Этираи А., Чайков Л.Л. «Плазменный разряд в жидкофазных средах под действием ультразвуковой кавитации как метод синтеза газообразного водорода» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 45, № 9, с. 11-16 (2018)

Показано, что инициируемая в жидкофазных средах в разрядном промежутке между электродами низкотемпературная плазма способна эффективно разлагать водородсодержащие молекулы органических соединений с образованием газообразных продуктов, в которых доля водорода составляет более 90% (по данным газовой хроматографии). Предварительные оценки энергетического КПД, рассчитанного с учетом теплоты сгорания водорода и исходных веществ, а также затрат электроэнергии, показали уровень КПД порядка 60–70% в зависимости от состава исходной смеси. Были проведены также теоретические расчеты напряжения и тока разряда при моделировании процесса, которые согласуются с данными эксперимента.

Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеев И.В., Ткаченко С.А. «Метод определения местоположения малошумного источника звука» Вестник Воронежского государственного университета (ВГУ). Серия Физика. Математика, № 2, с. 53-63 (2018)

На основе интерферометрического метода локализации источника звука рассмотрено пеленгование шумового источника с использованием двух векторноскалярных приемников. Интерферометрический метод базируется на двукратном преобразовании Фурье интерференционной картины, формируемой во время движения шумового источника в океаническом волноводе. В основе пеленгования лежит отношение абсолютных значений максимумов функций обнаружений с использованием x-й составляющей колебательной скорости и комбинационной компоненты, равной произведению x-й и y-й составляющих. Предложенное в работе правило знаков, основанное на использовании очищенных от помех интерферограмм, позволяет выбрать однозначное направление на источник. Существенным преимуществом предложенного метода пеленгования является отсутствие необходимости знаний о характере шумового сигнала источника, распределенной помехи и передаточной функции волновода. Точность пеленгования ограничена предельным входным отношением с/п. В работе оценена помехоустойчивость метода. Приведены результаты численного эксперимента

Черкас С.Л., Калашников В.Л. «Рождение материи и анизотропия микроволнового реликтового излучения в безынфляционных космологиях» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-мат. навук), 53, № 4, с. 88-97 (2017)

Рассматривается рождение материи в альтернативных безынфляционных космологиях, в которых масштабный фактор растет линейно со временем. Вычисляется первоначальный спектр неоднородностей плотности родившихся скалярных частиц. Если потребовать универсальность спектра, т. е. чтобы среднюю плотность энергии и характерную величину неоднородности плотности энергии можно было задавать произвольно, то форма спектра оказывается полностью фиксированной. Спектр близок по форме к плоскому спектру Хариссона–Зельдовича, но с подавлением низкочастотных мод.

Чудаков Е.А., Фёдоров А.В., Финюшин С.А., Калашников Д.А., Шмелёв И.В. «Регистрация скорости и удельной массы потока частиц, выбрасываемых с поверхности металлов, при их ударно-волновом нагружении» Физика горения и взрыва, 54, № 4, с. 90-95 (2018)

С использованием гетеродин-интерферометра (методика PDV) исследовались особенности процесса выброса частиц со свободной поверхности образцов из свинца различной шероховатости при их ударно-волновом нагружении. В экспериментах регистрировались скорость свободной поверхности образцов и скорость пылевого потока, а также с помощью индикаторных фольг и тонких стекол – удельная масса пыли. Построены зависимости распределения удельной массы частиц от их относительной скорости. Проанализировано влияние шероховатости и фазового состояния вещества после ударно-волнового нагружения на возможности регистрации скорости свободной поверхности и определения удельной массы выброшенных частиц с помощью индикаторных фольг. Показано, что при заданной шероховатости поверхности удельная масса пыли, выбрасываемая с поверхности при плавлении свинца под воздействием ударной волны или волны разгрузки, существенно больше, чем в образце, находящемся в твердом состоянии.

Фёдоров А.В., Михайлов А.Л., Финюшин С.А., Калашников Д.А., Чудаков Е.А., Бутусов Е.И., Гнутов И.С. «Определение порога регистрации минимальной удельной массы частиц при исследовании ударно-волнового пыления поверхности материалов» Физика горения и взрыва, 54, № 4, с. 76-81 (2018)

В условиях ударно-волнового нагружения с поверхности материалов происходит выброс частиц. Приведены результаты экспериментов по определению минимальных значений удельной массы частиц, при которых скорость их движения можно зарегистрировать с помощью гетеродин-интерферометра (методика PDV). Описан эффект многократного сдвига частоты доплеровского сигнала при отражении лазерного излучения от поверхности металлов и полупрозрачного слоя пылевых частиц.

Шейков Ю.В., Батьянов С.М., Калашникова О.Н., Луковкин О.М., Мильченко Д.В., Вахмистров С.А., Михайлов А.Л. «О механизме инициирования алюминизированных бризантных взрывчатых веществ лазерным излучением» Физика горения и взрыва, 54, № 4, с. 57-64 (2018)

Ряд исследований физико-химических процессов, происходящих при воздействии лазерного импульса в наноразмерном алюминии и в алюминизированных взрывчатых веществах (ВВ) на основе высокодисперсных тэна и бензотрифуроксана, и выполненные оценки влияния алюминия на динамику развития взрывчатого превращения в этих ВВ позволили сделать выводы о возможном механизме инициирования алюминизированных ВВ лазерным импульсом. Полученные расчетные и экспериментальные результаты показывают, что основным источником горячих точек, способных вызывать взрывчатое превращение в алюминизированных ВВ под воздействием лазерного импульса, может быть волна сжатия, образующаяся в результате быстрого испарения достаточного количества частиц алюминия. Экспериментально показано, что для инициирования лазерным импульсом алюминизированных ВВ на основе высокодисперсных гексогена и октогена не потребуется более мощного источника лазерного импульса, чем в случае с тэном и бензотрифуроксаном.

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.

Текучев В.В., Калинкин Д.П., Иванова И.В. «Расчет энтропии твердых и жидких металлов на основе акустических данных» Журнал физической химии, 92, № 5, с. 679-683 (2018)

На основе акустических данных в рамках теории Дебая и модели жестких сфер впервые исследована энтропия железа, кобальта, родия, платины от 298 K до температуры кипения. Обоснована формула энтропии плавления металлов. Получено хорошее соответствие результатов исследования с литературными данными.

Баландина А.Н., Бурнашов В.А., Воронин А.В., Калинкин С.Ю., Михайлов А.Л., Подурец А.М., Симаков В.Г., Терешкина И.А., Ткаченко М.И., Трунин И.Р., Шестаков Е.Е. «Микроструктура висмута после ударно-волнового нагружения с предварительным нагревом и регистрация плавления при давлениях 1.6–2.4 ГПа» Физика горения и взрыва, 54, № 4, с. 27-34 (2018)

Проведено исследование структуры образцов висмута после ударно-волнового нагружения при давлениях 0.7–2.4 и 22–32 ГПа. Образцы перед нагружением были либо комнатной температуры, либо нагретыми до 230–240°С. В условиях нагружения давлением 1.5–2 ГПа при начальной температуре 233–240°С в висмуте наблюдалось изменение структуры, свидетельствующее о плавлении образца в ударной волне. Время ударно-волнового воздействия составляло ≈0.7 мкс.

Белов А.А., Калиткин Н.Н. «Решение уравнения Фредгольма первого рода сеточным методом с регуляризацией по А.Н. Тихонову» Математическое моделирование, 30, № 8, с. 67-88 (2018)

Рассмотрена линейная некорректная задача для интегрального уравнения Фредгольма первого рода. Для регуляризации используется стабилизатор А.Н. Тихонова. Задача решается сеточным методом, в котором интегральные операторы заменяются простейшими квадратурами, а дифференциальные – простейшими конечными разностями. Экспериментально исследовано влияние параметра регуляризации и сгущения сеток на точность алгоритма. Показано, что наилучшую точность обеспечивает регуляризатор нулевого порядка. Предложенный подход применен к прикладной задаче разрешения двух близко расположенных звезд при известной инструментальной функции телескопа. Показано, что две звезды четко различимы, если расстояние между ними составляет ∼0.2 от ширины инструментальной функции, а яркости отличаются на 1–2 звездных величины.

Епихин А.С., Калугин В.Т. «Анализ численных схем для моделирования турбулентных течений с применением открытого пакета OpenFOAM» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 153-154 (2016)

При решении практических задач по моделированию нестационарных турбулентных течений и генерируемыми ими акустических полей необходимо определить закономерности развития вихревых структур, их распространения в пространстве и взаимодействие с обтекаемыми поверхностями. На данный момент, несмотря на стремительный прогресс в области экспериментальных методов исследования потоков, в случае сложного пространственного течения, определение структуры обтекания трехмерных объектов и акустического шума представляют значительные трудности. поэтому повышение точности и достоверности их вычисления целесообразно осуществлять с применением различных методов численного моделирования. В настоящее время находят применение большое количество универсальных коммерческих пакетов. Но они являются закрытыми, как и их коды. Альтернативой является развитие открытых пакетов, например OpenFOAM, который позволяет решать широкий круг задач механики сплошной среды, не только с использованием стандартных решателей и утилит, но и проводить их доработку. В свою очередь моделирования нестационарных турбулентных течений и генерируемыми ими акустических полей целесообразно осуществлять с применением прямого численного моделирования (DNS) и вихреразрешающих методов, таких как DES (и его модификации DDES, IDDDES), моделирование крупных вихрей (LES), гибридные подходы. Однако, применение DNS ограниченно располагаемыми вычислительными ресурсами и высокой требовательностью к разностным схемам. А важной особенностью подсеточных моделей для LES подхода является то, что входящие в них эмпирические константы. зависят от используемого для решения задачи численного метода. Выходом является проведение исследования используемой численной схемы в рассматриваемой задаче и при необходимости калибровка констант подсеточной модели LES. Таким образом, выбор оптимальной схемы дискретизации – одна из основных проблем при моделировании вихревых течений и акустического шума.

Калугин М.Д., Корчагова В.Н., Крапошин М.В., Марчевский И.К., Морева В.С. «Использование инструментов анализа больших данных при решении задач газовой динамики и акустики» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 3, с. 32-47 (2018)

Рассмотрены вопросы обработки и анализа больших объемов данных, возникающих при численном моделировании процессов гидрогазодинамики и акустики в крупных промышленных установках. Представлены оценки объема обрабатываемых данных на примере задачи расчета течения и акустических нагрузок при старте ракеты-носителя. Для сокращения используемого объема памяти предложено применять технологию обработки и сжатия данных Proper Orthogonal Decomposition, с помощью которой выявляют наиболее "энергоемкие" моды исходных данных. Возможности этого подхода, реализованного с применением фреймворка Apache Spark, продемонстрированы на тестовой задаче распространения акустических волн в одномерной и двумерной постановках. Объем данных, необходимый для восстановления решения с приемлемой погрешностью порядка 1%, удалось сократить в 30 раз в одномерном случае и в 160 раз в двумерном.

Евдокимов И.Е., Епихин А.С., Калугин М.Д., Крапошин М.В. «Открытая библиотека для численного моделирования шума в дальнем поле» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 147-148 (2016)

В докладе сообщается текущее состояние разработки библиотеки с открытым исходным кодом libAcoustics для конечно-объёмного программного комплекса вычислительной гидродинамики OpenFOAM. К настоящему времени основные усилия разработчиков сосредоточены на создании базовых задач для тестирования версий библиотеки и возможной отработки специальных решателей и граничных условий, которые могут быть реализованы в OpenFOAM в перспективе. Рассматриваемые тестовые задачи включают в себя ряд простейших тестов, имеющих аналитическое решение: Одномерный домен, реализующий передачу гармонической волны для сравнения с решениями волнового уравнения, особенно в случае границы раздела двух сред (многофазные задачи); Одномерный домен, являющийся сильно упрощённой реализацией монополя – пульсирующей сферы, для тестирования численных схем; Двумерный домен, реализующий циклическую симметрию для моделирования сферы, колеблющейся вдоль одной оси (диполь). Данная задача может быть полезна как для тестирования численных схем, так и для тестирования решателей и библиотеки libAcoustics. Двумерный домен, реализующий циклическую симметрию для моделирования поршня в стенке. Данная реализация монополя может быть использована как для тестирования решателей (особенно, при использовании точных решений в ближнем поле). так и для тестирования библиотеки. На текущий момент в библиотеке реализована акустическая аналогия Кёрла для расчета шума, создаваемого обтекаемыми поверхностями при дозвуковом обтекании тела.

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.

Грязев В.М., Карабасов С.А. «О влиянии температуры на положение эффективных источников шума в турбулентной струе» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 184-188 (2018)

В настоящей работе проводится исследование влияния температуры на положение эффективных источников шума в горячей турбулентной струе на основе акустической аналогии Голдстейна. Еще со времен Лайтхилла акустические аналогии зарекомендовали себя как один из важных инструментов для анализа источников звука, порождаемых турбулентностью.

Соколовская Ю.Г., Карабутов А.А. «Лазерно-ультразвуковая дефектоскопия конструкций из мультиаксиальных полимерных композиционных материалов» Конструкции из композиционных материалов, № 1, с. 56-61 (2018)

Представлен метод лазерно-ультразвуковой дефектоскопии, позволяющий определять уровень пористости полимерных композиционных материалов. На примере образцов и стрингерной панели из эпоксидных углепластиков показано, что данные материалы характеризуются значительной вариацией локальной пористости. Проведено сравнение результатов, полученных методами лазерно-ультразвуковой дефектоскопии и рентгеновской томографии.

Шерстов И.В., Васильев В.А., Карапузиков А.И., Зенов К.Г., Пустовалова Р.В. «Снижение энергопотребления лазерного оптико-акустического газоанализатора SF6» Приборы и техника эксперимента, № 4, с. 117-124 (2018)

Проведены экспериментальные исследования режимов работы лазерного оптико-акустического газоанализатора SF6, направленные на снижение его энергопотребления. В ходе экспериментов показано, что для уверенного детектирования малых концентраций SF6 (менее 100 млрд^–1) необходима средняя мощность излучения CO2-лазера не ниже 100 мВт. Для снижения энергопотребления газоанализатора предложено кратно уменьшать частоту повторения импульсов CO2-лазера и работать на субгармониках резонансной частоты оптико-акустического детектора. Результаты экспериментов позволили снизить энергопотребление газоанализатора до →15 ВА и использовать для его питания серийный Li-ion аккумулятор от ноутбука. Длительность непрерывной работы газоанализатора на одной зарядке аккумулятора составила не менее 6 ч.

Карелин А.В., Леньков С.В., Молин С.М., Чекунов Д.В. «Двухканальная система регистрации и обработки виброакустических и ударных сигналов ДАРС» Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, № 1, с. 46-47 (2008)

Описана двухканальная мобильная система для регистрации и обработки виброакустических и ударных сигналов ДАРС на основе карманного ПК. Рассмотрена структурная схема системы, приведены ее параметры и возможности ПО.

Кармадонов В.Ю. «Роль звука в VR» Научный журнал, № 6, с. 28-29 (2018)

Рассматривается технология и значимость улучшения звука для VR. Ключевые слова: виртуальная реальность, VR технологии, звук в VR, пространственное аудио.

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.

Липанов А.М., Карсканов С.А. «Галактические структуры при течении вязкого газа в канале с твёрдыми стенками» Математическое моделирование, 30, № 7, с. 16-28 (2018)

Рассматриваются гидромеханические процессы, происходящие в потоке вязкого газа (воздуха), движущегося в узком канале. Установлено, что в условиях рассматриваемого примера поток газа примерно на двух третях длины канала турбулентный, а затем становится ламинарным и вихревым с уменьшающимися вместе с ростом продольной координаты канала скоростями вращения вихрей. При этих условиях под воздействием вязких сил около некоторых центров формируются расширяющиеся к периферии «гирлянды», вполне подобные имеющим место в космосе. По периметру такой вращающейся структуры находится несколько одинаковых «гирлянд».

Карташев В.Г., Трунов Э.И., Шалимова Е.В. «Моделирование структурного шума в ультразвуковой дефектоскопии с учетом частотно-зависимого затухания ультразвука» Вестник Московского энергетического института (МЭИ), № 4, с. 145-151 (2018)

Рассмотрен новый метод математического моделирования структурного шума, возникающего при ультразвуковом контроле материалов с неоднородной структурой. Структурный шум представляет собой нестационарный случайный процесс, своеобразие которого состоит в том, что с течением времени меняется не только дисперсия, но и энергетический спектр структурного шума. Нестационарность энергетического спектра структурного шума вызвана частотно-зависимым затуханием ультразвуковых волн в среде, из-за которого высокочастотные составляющие спектра сигнала ослабляются сильнее, чем низкочастотные. В результате энергетический спектр структурного шума с течением времени сужается и смещается в сторону низких частот. Новизна предлагаемого метода моделирования структурного шума состоит в том, что впервые учитывается частотно-зависимое затухание ультразвуковых волн в зондируемом материале. Структурный шум формируется в результате суперпозиции сигналов, отраженных от неоднородностей, расположенных в объеме материала по случайному равномерному закону. При этом учитываются характеристики зондирующего сигнала и диаграммы направленности преобразователей. В связи с тем, что каждый из этих элементарных сигналов в процессе распространения в среде проходит разный путь, претерпевает различное затухание и, поэтому, имеет различную форму спектра, моделирование структурного шума проводится в спектральной области. Моделирование сводится к вычислению спектров элементарных сигналов и суммированию этих спектров с учетом необходимых задержек. В результате получается спектр реализации структурного шума и затем с помощью обратного преобразования Фурье определяется реализация структурного шума как функция времени. Приведен пример моделирования структурного шума, возникающего при ультразвуковом зондировании материала с заданной частотной зависимостью коэффициента затухания ультразвуковых волн в среде. Сравнение промоделированной реализации и полученной экспериментально подтверждает адекватность предлагаемого метода моделирования структурного шума. Даны ограничения метода и наиболее перспективные области его применения.

Блатов И.А., Герасимова Ю.А., Карташевский И.В. «Применение сплайновых вейвлетов к декорреляции временных рядов» Математическое моделирование, 30, № 6, с. 60-75 (2018)

Рассматривается применение полуортогональных финитных сплайновых вейвлетов к ослаблению коррелированности дискретных случайных процессов. Получены оценки величины вейвлетных компонент. Результаты применяются к распределениям с "тяжелыми хвостами". Приводятся данные численных экспериментов.

Карюкин В.В., Чаусов Ф.С. «Модель распознавания ранга рефлексии в ситуациях противодействия противнику» Математическое моделирование, 30, № 8, с. 89-106 (2018)

Основные математические модели принятия решений основаны на решении некоторой задачи оптимизации в предположении рациональности участников взаимодействия. Субъекты взаимодействия стремятся предугадать действия противника и выбрать на него наилучший ответ. В рамках математической логики эта задача является задачей распознавания при наличии совокупности классифицирующих признаков, позволяющих определить ранг рефлексии участников в ходе конфликта. В настоящей работе мы рассматриваем математическую модель, основанную на аппарате математической логики, для определения ранга рефлексии противника в задачах противодействия.

Касаткин Б.А., Касаткин С.Б. «Особенности распространения и интерференции нормальных волн в волноводной системе водный слой–морское дно с низкой сдвиговой упругостью» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 46-58 (2018)

Выполнен расчёт комплексных корней дисперсионного уравнения для нормальных волн в волноводе типа водный слой–твёрдое полупространство осадочного типа для случая, когда скорость сдвиговой волны в полупространстве меньше скорости звука в водном слое. Выполнены расчёты дисперсионных зависимостей для фазовых и групповых скоростей и коэффициентов затухания нормальных волн различного порядка. Особое внимание уделено сопряжённой паре нормальных волн нулевого порядка, которые в предельных случаях низких или высоких частот вырождаются в пограничную волну Рэлея или в пограничные волны Рэлея–Шолте, регулярную и обобщённую соответственно. Рассмотрены варианты практической реализации пограничных волн Рэлея–Шолте в интерференционных структурах, регистрируемых комбинированным приёмником в регулярном и нерегулярном волноводах.

Касаткин Б.А., Касаткин С.Б. «Особенности распространения и интерференции нормальных волн в волноводной системе водный слой–морское дно с низкой сдвиговой упругостью» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 46-58 (2018)

Выполнен расчёт комплексных корней дисперсионного уравнения для нормальных волн в волноводе типа водный слой–твёрдое полупространство осадочного типа для случая, когда скорость сдвиговой волны в полупространстве меньше скорости звука в водном слое. Выполнены расчёты дисперсионных зависимостей для фазовых и групповых скоростей и коэффициентов затухания нормальных волн различного порядка. Особое внимание уделено сопряжённой паре нормальных волн нулевого порядка, которые в предельных случаях низких или высоких частот вырождаются в пограничную волну Рэлея или в пограничные волны Рэлея–Шолте, регулярную и обобщённую соответственно. Рассмотрены варианты практической реализации пограничных волн Рэлея–Шолте в интерференционных структурах, регистрируемых комбинированным приёмником в регулярном и нерегулярном волноводах.

Като Йошихиро, Меньшов И.С. «Метод расщепления для задач аэроакустики» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 202-205 (2018)

В докладе рассматривается численный метод решения задач аэроакустики для низкоскоростных режимов течения, когда газ фактически можно рассматривать как несжимаемую среду. Метод основывается на принципе расщепления поля течения на основную и акустическую составляющие. Метод имеет ряд преимуществ по сравнению с методами, в которых основное течение и акустические поля рассматриваются в связной постановке и описываются полными уравнениями сжимаемой жидкости. В частности, численные схемы для расчета основного течения и акустического поля могут быть выбраны независимо с учетом особенностей соответствующих уравнений. Для получения расщепленных уравнений мы применяем метод асимптотических разложений по малому параметру (квадрату характерного числа Маха). В первом приближении уравнения течения оказываются независимыми от параметров акустического поля, т.е. генерация и распространение звуковых волн определяется нестационарным основным течением, в то время как обратное влияние акустики на параметры основного течения является эффектом высших порядков малости, которые мы здесь не рассматриваются. Основные идеи асимптотического анализа, используемого в настоящей работе, были заложены ранее. Мы рассматриваем сжимаемые уравнения Навье–Стокса и ищем их решения в виде асимптотических разложений по квадрату числа Маха набегающею потока. Уравнения, описывающие главные члены разложения, соответствуют стандартной несжимаемой модели, уравнения более высокого порядка отвечают акустическому полю. Таким образом, решая одновременно две группы уравнений – уравнений нестационарного несжимаемого течения и уравнений акустического поля – можно рассчитывать характеристики не только дальнего, но и ближнего звукового поля.

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.

Кащенко Н.М., Ишанов С.А., Мациевский С.В. «Развитие неустойчивости Рэлея–Тейлора в экваториальной ионосфере и геометрия начальной неоднородности» Математическое моделирование, 30, № 9, с. 21-32 (2018)

Численное моделирование проводилось для условий экваториальной F-области ионосферы Земли с помощью двумерной электродинамически согласованной математической модели MI2. Показано, что время развития ионосферных пузырей достаточно сильно зависит от вертикального размера начальной неоднородности и несколько менее сильно – от горизонтального размера. Ионосферные пузыри развивались медленнее при генерации неустойчивости повышением концентрации плазмы, чем при генерации обеднением плазмы. Экспериментально найдены три метрических порога при увеличении размеров начальной неоднородности.

Паймушин В.Н., Холмогоров С.А., Каюмов Р.А. «Экспериментальные исследования механизмов формирования остаточных деформаций волокнистых композитов слоистой структуры при циклическом нагружении» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 159, № 4, с. 473-492 (2017)

Проведены экспериментальные исследования на циклическое растяжение образцов из перекрёстно-армированного композита на основе углеленты ЭЛУР-П и связующего холодного отверждения ХТ-118. На основе полученных экспериментальных результатов выявлен и качественно исследован процесс формирования остаточных деформаций. Показано, что для исследуемого композита в осях орторопии существует такой уровень максимальных нормальных напряжений в условиях циклического нагружения, ниже которого происходит стабилизация параметра приращения деформаций на каждом цикле нагружения. Предложена методика определения формирующихся на каждом цикле нагружения остаточных деформаций путём введения в рассмотрение секущих модулей упругости на этапах нагружения и разгрузки и их определения исходя из экспериментальных диаграмм деформирования. Для различных, значительно отличающихся между собой скоростей нагружения получены экспериментальные зависимости значений секущих модулей упругости, формирующихся на этапах нагружения и разгрузки, от номера цикла. Предложена методика, которая позволяет из накопленной в процессе циклического нагружения полной деформации выделить вязкоупругую составляющую, обусловленную ползучестью связующего в условиях сдвига. Установлено, что для волокнистых композитов рассматриваемого класса при циклическом нагружении полная деформация может быть представлена в виде суммы вязкоупругой части, восстанавливающейся со временем, и остаточной деформации, по-видимому, связанной с необратимыми структурными изменениями в композите.

Кебкал К.Г., Кебкал А.Г., Кебкал В.К., Себастьао Л., Паскоаль А., Рибейро Дж., Индивери Дж., Келхолт Э., Джизус С., Мантуока А. «Оценка производительности двухканальной цифров гидроакустической связи на фоне импульсных помех излучающего спаркера» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 4-12 (2018)

Представлены результаты работ по развитию комбинированной системы позиционирования и связи в составе разрабатываемого мобильного комплекса подводной сейсмоакустической (геотехнической) разведки в рамках проекта H2020 WiMUST (Widely scalable Mobile Underwater Sonar Technology). Рассмотрены результаты передачи потоков данных по двум одновременно работающим каналам гидроакустической гидроакустической связи – высокоскоростными и низкоскоростными гидроакустическими модемами. Высокоскоростная гидроакустическая связь использовалась для доставки данных полезной нагрузки от сейсмокос, буксируемых автономными необитаемыми подводными аппаратами (АНПА), на борт сопровождающего судна (на терминал оператора). Низкоскоростная гидроакустическая связь использовалась для передачи сопровождающим плавсредством сервисных и навигационных данных, предназначенных для позиционирования АНПА. Кроме одновременной работы устройств гидроакустической связи дополнительным условием, усложняющим передачу данных, являлось присутствие в составе комплекса сейсмоакустической разведки постоянно работающих источников широкополосных зондирующих импульсов. Представлены результаты натурных экспериментов по передаче данных на небольшое расстояние (сотни метров) с использованием одновременно двух разнотипных гидроакустических модемов: модели S2CR18/34 (для обмена сервисными и навигационными данными) и модели S2CR42/65 (для доставки данных полезной нагрузки от сейсмокос АНПА на судно сопровождения). Эксперименты проведены в условиях фоновых импульсных помех излучающего спаркера Geo-Source 400 компании Geo Marine Survey. Влияние межканальной интерференции и импульсных помех выразилось в умеренном снижении эффективной скорости передачи данных и умеренном снижении вероятности доставки пакетов данных по каждому из двух гидроакустических каналов связи.

Кебкал К.Г., Кебкал А.Г., Кебкал В.К., Себастьао Л., Паскоаль А., Рибейро Дж., Индивери Дж., Келхолт Э., Джизус С., Мантуока А. «Оценка производительности двухканальной цифров гидроакустической связи на фоне импульсных помех излучающего спаркера» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 4-12 (2018)

Представлены результаты работ по развитию комбинированной системы позиционирования и связи в составе разрабатываемого мобильного комплекса подводной сейсмоакустической (геотехнической) разведки в рамках проекта H2020 WiMUST (Widely scalable Mobile Underwater Sonar Technology). Рассмотрены результаты передачи потоков данных по двум одновременно работающим каналам гидроакустической гидроакустической связи – высокоскоростными и низкоскоростными гидроакустическими модемами. Высокоскоростная гидроакустическая связь использовалась для доставки данных полезной нагрузки от сейсмокос, буксируемых автономными необитаемыми подводными аппаратами (АНПА), на борт сопровождающего судна (на терминал оператора). Низкоскоростная гидроакустическая связь использовалась для передачи сопровождающим плавсредством сервисных и навигационных данных, предназначенных для позиционирования АНПА. Кроме одновременной работы устройств гидроакустической связи дополнительным условием, усложняющим передачу данных, являлось присутствие в составе комплекса сейсмоакустической разведки постоянно работающих источников широкополосных зондирующих импульсов. Представлены результаты натурных экспериментов по передаче данных на небольшое расстояние (сотни метров) с использованием одновременно двух разнотипных гидроакустических модемов: модели S2CR18/34 (для обмена сервисными и навигационными данными) и модели S2CR42/65 (для доставки данных полезной нагрузки от сейсмокос АНПА на судно сопровождения). Эксперименты проведены в условиях фоновых импульсных помех излучающего спаркера Geo-Source 400 компании Geo Marine Survey. Влияние межканальной интерференции и импульсных помех выразилось в умеренном снижении эффективной скорости передачи данных и умеренном снижении вероятности доставки пакетов данных по каждому из двух гидроакустических каналов связи.

Кебкал К.Г., Кебкал А.Г., Кебкал В.К., Себастьао Л., Паскоаль А., Рибейро Дж., Индивери Дж., Келхолт Э., Джизус С., Мантуока А. «Оценка производительности двухканальной цифров гидроакустической связи на фоне импульсных помех излучающего спаркера» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 4-12 (2018)

Представлены результаты работ по развитию комбинированной системы позиционирования и связи в составе разрабатываемого мобильного комплекса подводной сейсмоакустической (геотехнической) разведки в рамках проекта H2020 WiMUST (Widely scalable Mobile Underwater Sonar Technology). Рассмотрены результаты передачи потоков данных по двум одновременно работающим каналам гидроакустической гидроакустической связи – высокоскоростными и низкоскоростными гидроакустическими модемами. Высокоскоростная гидроакустическая связь использовалась для доставки данных полезной нагрузки от сейсмокос, буксируемых автономными необитаемыми подводными аппаратами (АНПА), на борт сопровождающего судна (на терминал оператора). Низкоскоростная гидроакустическая связь использовалась для передачи сопровождающим плавсредством сервисных и навигационных данных, предназначенных для позиционирования АНПА. Кроме одновременной работы устройств гидроакустической связи дополнительным условием, усложняющим передачу данных, являлось присутствие в составе комплекса сейсмоакустической разведки постоянно работающих источников широкополосных зондирующих импульсов. Представлены результаты натурных экспериментов по передаче данных на небольшое расстояние (сотни метров) с использованием одновременно двух разнотипных гидроакустических модемов: модели S2CR18/34 (для обмена сервисными и навигационными данными) и модели S2CR42/65 (для доставки данных полезной нагрузки от сейсмокос АНПА на судно сопровождения). Эксперименты проведены в условиях фоновых импульсных помех излучающего спаркера Geo-Source 400 компании Geo Marine Survey. Влияние межканальной интерференции и импульсных помех выразилось в умеренном снижении эффективной скорости передачи данных и умеренном снижении вероятности доставки пакетов данных по каждому из двух гидроакустических каналов связи.

Пинаев А.В., Кузавов В.Т., Кедринский В.К. «Структура ударных волн в ближней зоне при взрыве пространственных зарядов в воздухе» Прикладная механика и техническая физика, № 5, с. 81-90 (2000)

Определены профили и величины давления в ударных волнах при взрыве в воздухе сферических, линейных и пространственных зарядов типа витка объемной спирали, плоских кольцевых витков и спиралей Архимеда различной длины. При взрыве колец и спиралей вдоль направления их осей вблизи зарядов регистрируется сложная структура волнового поля в виде последовательности нескольких ударных волн, наблюдаются более слабое затухание ударных волн с расстоянием и амплитуды давления в 2–3 раза выше, чем в случае со сферическим зарядом той же массы. Установлено, что увеличение длины плоской спирали не приводит к росту максимального давления в ударной волне на расстояниях порядка нескольких шагов спирали от ее плоскости. С удалением от пространственных зарядов различной формы, но одинаковой массы значения давлений во фронте ударных волн совпадают и асимптотически стремятся к значениям параметров сферического взрыва при существенном увеличении длительности излученного пространственным зарядом волнового пакета. Приведены зависимости для оценки амплитуд давления ударных волн в ближней зоне взрыва.

Кебкал К.Г., Кебкал А.Г., Кебкал В.К., Себастьао Л., Паскоаль А., Рибейро Дж., Индивери Дж., Келхолт Э., Джизус С., Мантуока А. «Оценка производительности двухканальной цифров гидроакустической связи на фоне импульсных помех излучающего спаркера» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 4-12 (2018)

Представлены результаты работ по развитию комбинированной системы позиционирования и связи в составе разрабатываемого мобильного комплекса подводной сейсмоакустической (геотехнической) разведки в рамках проекта H2020 WiMUST (Widely scalable Mobile Underwater Sonar Technology). Рассмотрены результаты передачи потоков данных по двум одновременно работающим каналам гидроакустической гидроакустической связи – высокоскоростными и низкоскоростными гидроакустическими модемами. Высокоскоростная гидроакустическая связь использовалась для доставки данных полезной нагрузки от сейсмокос, буксируемых автономными необитаемыми подводными аппаратами (АНПА), на борт сопровождающего судна (на терминал оператора). Низкоскоростная гидроакустическая связь использовалась для передачи сопровождающим плавсредством сервисных и навигационных данных, предназначенных для позиционирования АНПА. Кроме одновременной работы устройств гидроакустической связи дополнительным условием, усложняющим передачу данных, являлось присутствие в составе комплекса сейсмоакустической разведки постоянно работающих источников широкополосных зондирующих импульсов. Представлены результаты натурных экспериментов по передаче данных на небольшое расстояние (сотни метров) с использованием одновременно двух разнотипных гидроакустических модемов: модели S2CR18/34 (для обмена сервисными и навигационными данными) и модели S2CR42/65 (для доставки данных полезной нагрузки от сейсмокос АНПА на судно сопровождения). Эксперименты проведены в условиях фоновых импульсных помех излучающего спаркера Geo-Source 400 компании Geo Marine Survey. Влияние межканальной интерференции и импульсных помех выразилось в умеренном снижении эффективной скорости передачи данных и умеренном снижении вероятности доставки пакетов данных по каждому из двух гидроакустических каналов связи.

Ким С К., Костенко В.М., Стегачёв Е.Е. «Исследования по разработке мощных источииков звука для акустического нагружения авиационных конструкций» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 103-104 (2018)

В 70–90-х годах 20-го века результате значительных но объему научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ, выполненных в ЦАГИ и СибНИА. был разработан ряд низкочастотных и среднечастотных генераторов звука, которые стали основными средствами воспроизведения акустического нагружения для созданных тогда акустических установок – реверберационной камеры PK-1500 и канала бегущей волны МАК-1. Они полностью удовлетворили потребности эксперимента в диапазоне частот нагружения – до 700 Гц. Воспроизведение звука на более высоких частотах (примерно до 1200 Гц) было обеспечено за счёт использования зарубежных генераторов звука, т.к. на тот момент работы по созданию отечественного высокочастотного генератора нс увенчались успехом. В настоящее время существует насущная необходимость в разработке и создании перспективного высокочастотного отечественного генератора звука. На основании анализа конструкций и характеристик существующих источников высокоинтенсивного акустического нагружения зарубежных фирм и опыта разработки в ЦАГИ предложена конструктивная концепция отечественного высокочастотного звука с частотой звуковой модуляции существенно выше 700 Гц. В качестве базовой выбрана конструкция среднечастотного генератора звука ГЗ-3000. разработанного в ЦАГИ.

Кирпичников В.Ю., Кощеев А.П., Смольников В.Ю., Сятковский А.И. «Экспериментальные исследования эффективности тонкого армированного вибропоглощающего покрытия на основе полимерной пленки ВПС» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 1, с. 99-104 (2018)

Экспериментальные исследования эффективности армированного вибропоглощающего покрытия (ВПП) с использованием однородной пластины (модели ячейки конструкции). Рассмотрены варианты облицовки пластины листами покрытия, имеющими неодинаковые размеры. Определение разницы уровней вибровозбудимости и значений коэффициента потерь колебательной энергии в пластине при отсутствии и наличии ВПП. Эффективность покрытия зависит от размера его листов, оказывающих непосредственное влияние на интенсивность колебательных процессов в армирующем и диссипативном слоях. В диапазоне низших резонансных частот изгибных колебаний пластины эффективность облицовки единым листом больше эффективности при нанесении покрытия малогабаритными листами. Показана высокая эффективность тонкого армированного ВПП на основе полимерной пленки. Практическое значение работы состоит в возможности применения испытанного ВПП для уменьшения уровней вибрации конструкций в широком диапазоне частот.

Кирпичникова А.С., Кирпичникова Н.Я. «Метод параболического уравнения Леонтовича–Фока на удлиненном теле вращения в задаче Неймана» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 461, с. 148-173 (2017)

Статья продолжает серию работ, посвященных осесимметрической задаче коротковолновой дифракции плоской волны на вытянутых телах вращения в задаче Неймана. Кратко излагается подход, основанный на двухмасштабном асимптотическом разложении решения методом параболического уравнения Леонтовича–Фока. Найдены два поправочных асимптотических члена разложения к главному интегральному представлению Фока в погранслое. Это решение непрерывным образом переходит в лучевое в освещённой области и дает экспоненциальное затухание решение в тени. Если точка наблюдения попадает в затенённую часть вблизи рассеивателя, то волновое поле может быть получено с помощью теории вычетов из интегралов для отраженного поля, так как падающее поле в тень не попадает.

Кирпичникова А.С., Кирпичникова Н.Я. «Метод параболического уравнения Леонтовича–Фока на удлиненном теле вращения в задаче Неймана» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 461, с. 148-173 (2017)

Статья продолжает серию работ, посвященных осесимметрической задаче коротковолновой дифракции плоской волны на вытянутых телах вращения в задаче Неймана. Кратко излагается подход, основанный на двухмасштабном асимптотическом разложении решения методом параболического уравнения Леонтовича–Фока. Найдены два поправочных асимптотических члена разложения к главному интегральному представлению Фока в погранслое. Это решение непрерывным образом переходит в лучевое в освещённой области и дает экспоненциальное затухание решение в тени. Если точка наблюдения попадает в затенённую часть вблизи рассеивателя, то волновое поле может быть получено с помощью теории вычетов из интегралов для отраженного поля, так как падающее поле в тень не попадает.

Губанов Д.А., Запрягаев В.И., Киселев Н.П., Кундасев С.Г., Пивоваров А.А. «Экспериментальное исследование течения в двухконтурной сверхзвуковой струе» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 118-121 (2016)

Представлено описание оборудования, конструкция модельного двухконтурного сопла и результаты экспериментального исследования структуры струйного течения. Данные эксперимента включают визуализацию поля течения и результаты измерения методом PIV. а также результаты зондирования поля течения микроприемником полной) давления и распределение давления по внутреннему контуру сопла. Приведены результаты измерения величины и спектрального состава пульсаций массового расхода с использованием проволочного термоанемометра.

Губанов Д.А., Запрягаев В.И., Киселев Н.П. «Аэроакустическое взаимодействие в сверхзвуковой струе при наличии тонкой преграды» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 80-83 (2018)

Работа посвящена исследованию влияния наличия тонкой преграды в потоке сверхзвуковой струи на её характеристики.

Фомин В.М., Волков В.Ф., Киселева Т.А., Чиркашенко В.Ф. «Исследования проблемы звукового удара в ИТПМ СО РАН» Инженерно-физический журнал, 91, № 4, с. 1170-1180 (2018)

Представлен обзор цикла исследований, проводимых в Институте теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича (ИТПМ) СО РАН, направленных на решение проблемы звукового удара. На примере обтекания степенного тела вращения при числе Маха М=2 показано, что уменьшение температуры потока вблизи тела обеспечивает изменение структуры течения в области формирования промежуточной висячей ударной волны и уменьшение (на 12%) интенсивности звукового удара на местности. Приведены результаты исследования влияния взаиморасположения и геометрической формы элементов компоновок сверхзвукового пассажирского самолета на параметры звукового удара на больших удалениях от источника возмущений. Определен перспективный облик сверхзвукового пассажирского самолета, обеспечивающий минимальный уровень звукового удара на крейсерском режиме полета. Изложена схема (метод IZS) измерения в эксперименте профиля возмущенных давлений на заданном расстоянии от исследуемой модели.

Меньшов И.С., Китамура К. «Аномальное усиление звука при переходе через косую ударную волну» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 203-204 (2016)

Настоящая работа посвящена проблеме взаимодействия малых возмущений в форме плоской звуковой монохроматической волны с плоским косым скачком. В однородном постоянном потоке газа возможны 3 типа малых возмущений. Один представляет собой изоэнтропическую акустическую волну, распространяющуюся со скоростью звука относительно газа. Два других – вихревая и энтропийная волны, которые движутся со скоростью среды. Взаимодействие этих волн с ударной волной приводит в общем случае к генерации волн всех трех типов за ударным скачком. Задача взаимодействия звука с ударной волной исследовалась в нескольких работах. Д.И. Блохинцев решил задачу для случая нормального падения звуковой волны на нормальную ударную волну в совершенном идеальном газе. J. Brillouin рассмотрел задачу косого падения звука на фронт нормальной ударной волны, но получил ошибочные результаты. Эти результаты в дальнейшем были исправлены В.М. Конторовичем . где также было построено решения для случая произвольного уравнения состояния. В докладе обсуждаются результаты теоретического и численного анализа взаимодействия плоской звуковой волны с косым скачком.

Харитонов В.В., Зинкин В.Н., Солдатов С.К., Драган С.П., Кленков Р.Р., Сомов М.В., Пенчученко В.В., Шешегов П.М. «Современные проблемы обеспечения акустической безопасности летного и инженерно-технического состава государственной авиации» Проблемы безопасности полетов, № 10, с. 3-15 (2017)

Обоснована необходимость разработки и реализации специальных средств и методов обеспечения акустической безопасности профессиональной деятельности летного и инженерно-технического состава государственной авиации как неотъемлемой части системы обеспечения безопасной эксплуатации воздушного транспорта.

Клещёв А.А. «Влияние волновода с твердым упругим дном на дифракцию импульсных звуковых сигналов на идеальных и упругих телах» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 2, с. 105-111 (2018)

Описан метод мнимых источников и мнимых рассеивателей применительно к задаче дифракции импульсных звуковых сигналов на аналитических и неаналитических телах (идеальных и упругих), помещенных в волновод не с традиционным (жидким или идеальным), а с твердым упругим дном. Материалы и методы. В основе теоретического подхода лежит известный метод мнимых источников, дополненный автором мнимыми рассеивателями. Для импульсных звуковых сигналов метод нормальных волн оказывается неприемлемым, т.к. он опирается на фазовую скорость распространения сигналов, а импульсы, как сгустки энергии, могут распространяться только с групповой скоростью, которая присуща методу мнимых источников и рассеивателей. Основные результаты. Вычислены два варианта импульсов, отраженных от мягкого сфероида, помещенного в плоский волновод: с идеально жестким дном и с твердым упругим дном. При этом показано, что отраженные импульсы первого типа испытывают полное внутреннее отражение от твердого упругого дна, из-за чего модуль коэффициента отражения у них равен единице, т.е. такой же, как для абсолютно твердого дна. Дано решение задачи дифракции звуковых импульсов (с помощью метода интегральных уравнений) на упругом неаналитическом рассеивателе, находящемся в плоском волноводе с твердым упругим дном. При этом такой рассеиватель был произвольно ориентирован относительно границ волновода. Заключение. При изучении задач распространения и отражения импульсных сигналов в плоском волноводе нужно использовать метод мнимых источников и мнимых рассеивателей. Замена твердого упругого дна на абсолютно твердое дно вполне допустима для тех источников, импульсы от которых при падении на упругое твердое дно испытывают полное внутреннее отражение. Принятая модель метода мнимых источников и мнимых рассеивателей допустима для первых отраженных импульсов в волноводе с твердым упругим дном.

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., 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).

Клиначева Н.Л., Ковалев Ю.М. «Взаимодействие сферических ударных волн с приповерхностным гетерогенным слоем с химически активной газовой фазой» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 11, № 3, с. 62-71 (2018)

Представлен анализ численного исследования взаимодействия сферических ударных волн с гетерогенным слоем, расположенным на плоской поверхности. Газовая фаза в гетерогенном слое является химически активной и моделирует состав газообразных продуктов пиролиза лесных горючих материалов. Конденсированная фаза гетерогенного слоя представлена в виде неподвижной решетки, узлами которой являются твердые частицы. Численное моделирование проводилось с разделением расчета химических и газодинамических процессов, обусловленное разным временем их протекания. В силу того, что рассматривается модельная задача, состав газообразных продуктов пиролиза лесных горючих материалов был взят в упрощенном виде. Полученные результаты показали: учет химического превращения в газовой фазе приводит к увеличению скорости и интенсивности ударной волны, распространяющейся по гетерогенному слою. Кроме того, учет энерговыделения в газовой фазе за счет химического превращения приводит к увеличению размера предвестника, соединяющего головной фронт ударной волны и часть ударной волны, движущейся внутри слоя.

Клубович В.В., Томило В.А., Марусич В.И., Хрущёв Е.В. «Ультразвуковая обработка металлических изделий и порошков» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 61, № 1, с. 14-20 (2016)

Эксплуатационные качества упругих элементов изделий автомобильной и сельскохозяйственной техники во многом зависят от состояния поверхностного слоя. Так, прочность, износостойкость, коррозионная стойкость, долговечность и надежность определяются состоянием поверхностного слоя изделия, с которого обычно начинается разрушение материала. Упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием с наложением ультразвуковых колебаний большой мощности позволяет в поверхностных слоях изделий создать сжимающие остаточные напряжения и микро- и наноструктурное состояние. Предложены способы ультразвуковой обработки упругих пластин и внутренних поверхностей тел вращения, а также способы и устройства для диспергирования порошков с применением мощного ультразвука, разработанные авторами.

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.

Григорьев О.А., Клюшнев Н.В. «Устойчивость течения Пуазейля в канале с гребенчатым оребрением» Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 4, с. 595-606 (2018)

Численно исследована устойчивость течения Пуазейля в канале с продольным гребенчатым оребрением нижней стенки. Получены и проанализированы зависимости энергетического и линейного критических чисел Рейнольдса от периода оребрения и высоты ребер. Результаты сопоставлены с известными результатами для волнистого оребрения, которое при стремлении одного из параметров к бесконечности сходится к гребенчатому.

Мишакин В.В., Серебряный В.Н., Гончар А.В., Клюшников В.А. «Измерение характеристик текстуры конструкционной стали 15ЮТА акустическим методом при усталостном разрушении» Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 84, № 7, с. 30-34 (2018)

Представлены результаты исследования изменения текстуры и коэффициентов Пуассона конструкционной стали 15ЮТА при усталостном разрушении в области многоцикловой усталости ультразвуковым эхо-импульсным методом. Используя объемные упругие волны и прецизионное измерение времени их распространения, получили значения коэффициентов функции распределения ориентировок (W₄⁰⁰ и W₄²⁰, на основе которых строили полюсные фигуры. В качестве параметра, характеризующего остроту текстуры, использовали отношение интенсивностей в центре полюсной фигуры и в точке, отстоящей от центра на 45° вдоль направления прокатки. Установили, что изменение остроты текстуры связано с процессами развития микропластических деформаций и накопления микроповреждений. Изменение остроты текстуры в зависимости от количества циклов нагружения носит немонотонный характер. На начальном (первом) этапе нагружения наблюдали рост остроты, что можно объяснить развитием микродеформаций по наиболее благоприятно ориентированным плоскостям скольжения. На втором – уменьшение, что связано с рассеянием текстуры при повышении плотности микродефектов в процессе разрушения сплава. Параметр, характеризующий остроту текстуры, можно использовать как индикатор предразрушения при мониторинге материала конструкции ультразвуковым методом.

Книжник А.А., Юдинцев И.А. «Моделирование процесса самоорганизации системы углеродных нанотрубок» Математическое моделирование, 30, № 9, с. 100-110 (2018)

Предложена крупнозернистая численная модель для описания процесса самоорганизации углеродных нанотрубок под действием приложенного электрического поля. Модель описывает поляризацию нанотрубок в ансамбле нанотрубок, находящихся во внешнем электрическом поле, а также учитывает ван-дер-ваальсово взаимодействие между ними. Предложен итерационный алгоритм для самосогласованного определения зарядов наночастиц, обеспечивающий существенное ускорение и лучшее масштабирование времен расчета зарядов в зависимости от размера системы. Приведены результаты применения данной модели для расчета динамики самоорганизации углеродных нанотрубок.

Синер А.А., Коромыслов Е.В., Деменев А.Г., Русаков С.В., Кнутова Н.С. «Расчет генерации звука вентиляторной ступенью авиационного двигателя методами высокого порядка точности с использованием GPU» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 146-147 (2018)

Главным источником шума гражданского авиационного двигателя является вентиляторная ступень. На всех режимах работы двигателя она вносит основной вклад. Поскольку наблюдается тенденция к увеличению степени двухконтурности двигателя, доля шума вентилятора будет только расти. Основными механизмами генерации шума вентиляторной ступенью являются собственно вращение лопаточного колеса и взаимодействие вязких следов за рабочими лопатками вентилятора со спрямляющим аппаратом. Для проектирования малошумной вентиляторной ступени требуется с высокой точностью определять её шумовые характеристики. Для этой цели требуется использовать подробные сетки и специальные численные схемы высокого порядка точности с высокими диссипативными и дисперсионными свойствами (схемы DRP и LDDRK). Поскольку требуется накапливать длинные временные реализации на подробных сетках необходимо использовать графические ускорители (GPU) для максимального сокращения времени расчета. В работе представлены результаты расчета звукового поля, генерируемого вентиляторной ступенью авиационного двигателя, в программном комплексе использующем указанные схемы и GPU.

Ковалев В.А. «Возможный механизм усиления диссипации диамагнитного тока при нагреве магнитных трубок на Солнце» Физика плазмы, 44, № 2, с. 226-228 (2018)

Показано, что, благодаря ячеистой микроструктуре поперечного сечения трубки, скорость диссипации диамагнитного тока, нагревающего плазму при классической проводимости и отсутствии продольного тока, значительно возрастает и компенсирует большие радиационные потери.

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.

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.

Клиначева Н.Л., Ковалев Ю.М. «Взаимодействие сферических ударных волн с приповерхностным гетерогенным слоем с химически активной газовой фазой» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 11, № 3, с. 62-71 (2018)

Представлен анализ численного исследования взаимодействия сферических ударных волн с гетерогенным слоем, расположенным на плоской поверхности. Газовая фаза в гетерогенном слое является химически активной и моделирует состав газообразных продуктов пиролиза лесных горючих материалов. Конденсированная фаза гетерогенного слоя представлена в виде неподвижной решетки, узлами которой являются твердые частицы. Численное моделирование проводилось с разделением расчета химических и газодинамических процессов, обусловленное разным временем их протекания. В силу того, что рассматривается модельная задача, состав газообразных продуктов пиролиза лесных горючих материалов был взят в упрощенном виде. Полученные результаты показали: учет химического превращения в газовой фазе приводит к увеличению скорости и интенсивности ударной волны, распространяющейся по гетерогенному слою. Кроме того, учет энерговыделения в газовой фазе за счет химического превращения приводит к увеличению размера предвестника, соединяющего головной фронт ударной волны и часть ударной волны, движущейся внутри слоя.

Зюзина Н.А., Ковыркина О.А., Остапенко В.В. «О монотонности схемы КАБАРЕ при расчете гиперболических уравнений со звуковыми линиями» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 161-164 (2016)

Проведен анализ монотонности двухслойной по времени схемы КАБАРЕ, аппроксимирующей гиперболические дифференциальные уравнения со знакопеременными характеристическими полями. Получены условия монотонности этой схемы в областях, в которых скорость распространения характеристик имеет постоянный знак, а также в областях, содержащих звуковые линии, на которых скорость распространения характеристик аппроксимируемого уравнения меняет знак. Приведены тестовые расчеты, иллюстрирующие данные свойства схемы КАБАРЕ.

Зюзина Н.А., Ковыркина О.А., Остапенко В.В. «Монотонные разностные схемы сквозного счёта, сохраняющие повышенную точность в областях влияния ударных волн» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 99-102 (2018)

Когут А.Е., Доля Р.С., Носатюк С.О., Шульга Е.А., Джаочан Хе «Возбуждение колебаний шепчущей галереи в дисковом планарном диэлектрическом резонаторе щелью связи» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 62, № 3, с. 110-117 (2017)

Исследованы спектральные и энергетические характеристики дискового планарного диэлектрического резонатора (ДР), возбуждаемого на модах высших порядков типа шепчущей галереи (ШГ) в 8-миллиметровом диапазоне длин волн. Диаметр планарного ДР составлял несколько длин волн в материале диэлектрика, а его высота была много меньше длины волны. Диэлектрический диск располагался плоскими основаниями между двумя проводящими зеркалами. Таким образом, электромагнитное поле резонатора ограничивалось по высоте планарного диска двумя проводящими поверхностями. Резонансные свойства такой структуры определялись условием полного внутреннего отражения волн от криволинейной поверхности диэлектрического диска. Предложен способ эффективного возбуждения мод ШГ в дисковом планарном ДР – щелью связи в металлическом зеркале резонатора. Показано, что при таком способе возбуждения достигается режим запредельной связи с планарным ДР. При этом модовый спектр такого резонатора относительно разрежен. Установлено, что добротность планарного ДР в основном определяется потерями в его диэлектрическом материале и омическими потерями в металлических зеркалах, поскольку радиационные потери при соответствующем соотношении длины волны и диаметра диэлектрического диска могут быть незначительны. Для диска высотой 1 мм, диаметром 78 мм, изготовленного из фторопласта-4 и расположенного между латунными зеркалами, добротность планарного ДР может достигать 1500 на высокочастотном краю 8-миллиметрового диапазона длин волн. Выработаны рекомендации относительно повышения добротности планарных диэлектрических резонаторов и по уменьшению их размеров.

Козлов В.А., Назаров С.А. «Модель мешковидной аневризмы бифуркационного узла артерии» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 461, с. 174-194 (2017)

Предложены модифицированные условия Кирхгофа, позволяющие включить в разработанную авторами простую одномерную модель разветвляющейся артерии аномалию ее бифуркационного узла – мешковидную аневризму, врожденную или приобретенную вследствие травмы или болезни стенки сосуда. Обсуждаются патология прохождения потока крови через поврежденный узел и способы определения параметров аневризмы по данным, измеренным на периферийных участках кровеносной системы при помощи решения обратных задач

Дубень А.П., Козубская Т.К. «О моделировании акустики турбулентных струй на неструктурированных сетках» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 86-89 (2018)

Турбулентные струи являются часто встречающимися и принципиально значимыми объектами в авиационных приложениях. Точность математического моделирования определяет корректность расчёта аэродинамических и акустических характеристик всей конструкции в целом. В общем случае произвольной сложной конфигурации исследуемого об та удобно пользоваться неструктурированными сетками. Однако, как известно, численные алгоритмы, работающие на неструктурированных сетках, не всегда могут обеспечить требуемую точность моделирования особенно таких тонких и сложных явлений, какими являются, например, акустические характеристики турбулентных струй. Происходит это, главным образом, из-за высокой численной диссипации традиционных «неструктурированных» методов, реализованных в большинстве коммерческих пакетов. Методы же очень высокой точности (в частности, разрывный метод Галеркина, алгоритмы, основанные на полной полиномиальной реконструкции, спектральные методы и др.) на сегодняшний день являются чрезвычайно «дорогими» с вычислительной точки зрения и недостаточно виты для их широкого применения. Последнее особенно касается задач с разрывами. В данной работе для расчета акустики турбулентных струй мы применили алгоритм, основанный на экономной EBR схеме, чья повышенная точность на неструктурированных сетках достигается за счёт квазиодномерных реконструкций потоковых переменных на расширенных но-ориентированных шаблонах. Соответствующий «неструктурированный» метод реализован в исследовательском коде NOlSEtte ИПМ им. М.В. Келдыша РАН.

Даньков Б.Н., Дубень А.П., Жданова Н.С., Козубская Т.К. «Численное моделирование турбулентного течения возле каверны для фундаментальных и прикладных исследований» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 124-127 (2016)

Прямым следствием постепенного развития вычислительной техники. математических моделей и численных методов является появление возможности использовать вычислительный эксперимент для решения как фундаментальных, так и прикладных задач, стоящих перед авиационной промышленностью. При этом наиболее широким потенциалом при моделировании турбулентных течений и создаваемых ими акустических полей обладают вихреразрешающие подходы (DNS, LES и гибридные RANS-LES подходы). Помимо того, что они гарантируют достаточно высокую точность моделирования, их использование позволяет получать нестационарные характеристики (например, турбулентные или акустические пульсации), важные для понимания физики течения и анализа создаваемых им возмущений. Для этого широкие возможности предоставляют методы спектрального и корреляционного анализа. В отличие от натурных экспериментов, численное моделирование, в принципе, нс имеет ограничений по пространственному и временному разрешению выдачи нестационарных характеристик, что, безусловно, является его неоспоримым преимуществом. Использование неструктурированных сеток, способных описывать сложные геометрические конфигурации, и современных вычислительных технологий (например, метода погруженных граничных условий) предоставляет возможность решать также и прикладные задачи, стоящие перед авиационной промышленностью. Принципиальным требованием, обеспечивающим как корректное решение прикладных задач, так и достоверный результат фундаментальных исследований, является тщательная валидация вычислительного алгоритма и реализующего его программного комплекса. Такая валидация проводился на наиболее близких к решаемым задачам тестовых случаях, для которых имеются надёжные экспериментальные данные. Это требование становится особенно критичным, если речь идет о сложных турбулентных течениях, моделируемых с использованием вихреразрешающих подходов. В работе рассматривается класс задач, связанных с трансзвуковым турбулентным течением возле каверны. В качестве инструмента для проведения численных экспериментов используется программный комплекс NOISEtte для решения задач аэродинамики на неструктурированных сетках.

Босняков С.М., Волков А.В., Дубень А.П., Запрягаев В.И., Козубская Т.К., Михайлов С.В., Трошин А.И., Цветкова В.О. «Численное моделирование течения струи из двухконтурного сопла с помощью различных вихреразрешающих подходов на неструктурированных сетках» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 57-58 (2018)

В работе представлены результаты расчетов струн, истекающей из двухконтурного сопла, с помощью различных вычислительных алгоритмов. реализующих вихреразрешающие подходы с использованием численных методов повышенной точности на неструктурированных сетках. Рассматриваемая конфигурация представляет собой двухконтурное сопло с дозвуковым режимом истечения из внутреннего контура (перепад давлений NPR, = 1.72. максимальное число Маха на срезе 0.86±0.02) и сверхзвуковым из внешнего (NPR=2.25, нсдорасшнренная струя с числом Маха на срезе 1.0). В оба контура подастся холодный воздух с температурой торможения T=269 К. Характерное число Рейнольдса, посчитанное по внешнему диаметру сопла, составляет Re=3·10⁶. Течение является осесимметричным с точностью до влияния поддерживающих пилонов. установленных внутри сопла. В расчетах пилоны не моделировались. Представлены результаты расчетов данного течения с помощью трёх вычислительных алгоритмов, разрабатываемых в ЦАГИ и ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. В обеих группах расчеты проводились на базе вихреразрешающего гибридного RANS-LES-подхода с моделью DDES и поправкой на ускорение развития слоев смешения.

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.

Босняков С.М., Дубень А.П., Козубская Т.К., Матяш С.В., Михайлов С.В., Енгулатова М.Ф. «Численное моделирование сверхзвукового потока за обратным уступом методами RANS и LES» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 59-60 (2018)

В рамках программы сотрудничества ЦАГИ–РАН А.А. Желтоводовым получены экспериментальные данные, которые позволили провести валидацию применяемых в настоящее время расчетных методов. Исследовался обратный уступ с углом скоса –45°. обтекаемый сверхзвуковым потоком с М=2.9. Число Рейнольдса, посчитанное по высоте уступа, равнялось 4.9·10⁶.

Дубень А.П., Козубская Т.К., Стрелец М.Х., Шур М.Л. «Применение структурированных и неструктурированных численных алгоритмов для расчета шума турбулентных струй на основе усовершенствованного метода DDES, обеспечивающего ускоренный переход от RANS к LES в слоях смешения» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 143-146 (2016)

Постепенное развитие гибридного RANS-LES подхода DES (Detached Eddy Simulation) привело к значительному расширению сферы его применимости. В частности, модификация DES, предложенная в недавно опубликованной работе , позволила существенно продвинуться в решении одной из фундаментальных проблем оригинальной формулировки метода, а именно, так называемой проблемы «серой области», следствием которой является затягивание перехода от RANS к LES моде DES в свободных или оторвавшихся слоях смешения. Ускорение развития неустойчивости и формирования развитой трехмерной турбулентности в таких слоях смешения достигается в за счет модификации подсеточного масштаба для LES, который обеспечивает автоматическую идентификацию начальных участков слоев смешения и соответствующее уменьшение подсеточной вязкости в этих областях. В то же время, в области развитой турбулентности новый (адаптированный к слоям смешения – Shear-Layer Adapted) подсеточный масштаб Δ_SLA автоматически переходит в масштаб, близкий к стандартному подсеточному масштабу LES-ветви DES Δ = Δ_тax = max(D_x, D_y, D_z). Это открывает возможность применения данного подхода для решения достаточно широкого круга задач, в которых задержка появления развитой трехмерной турбулентности в слоях смешения приводит к неприемлемо большим погрешностям в определении наиболее важных («целевых») характеристик. Одним из ярких примеров таких задач является рассматриваемая в настоящей работе задача о расчете шума турбулентных струй. Расчеты выполнены для дозвуковой круглой необогреваемой затопленной струи с числом Маха М_jet=0.9. которая традиционно служит «полигоном» для тестирования численных методов аэроакустики.

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.

Бахвалов П.А., Козубская Т.К. «Метод коррекции потоков для решения задач аэроакустики на неструктурированных сетках» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 47-49 (2016)

При решении аэроакустики обязательным условием, накладываемым на численный метод, является его высокая точность. На структурированных сетках наиболее эффективными являются конечно-разностные методы, позволяющие добиться высокого порядка точности при минимальных временных затратах. Для разрывных задач хорошо зарекомендовала себя конечно-разностная WENO-схема. На неструктурированных сетках схемы высокого порядка, такие как метод Галёркина с разрывными базисными функциями или конечно-объёмная схема с полиномиальной реконструкцией переменных, являются вычислительноёмкими. При решении разрывных задач применение монотонизаторов существенно сказывается на точности решения, что сводит преимущество схем очень высокого порядка к минимуму. Этот факт побуждает к поиску альтернативных методов для получения решений с высокой точностью.

Судник Л.В., Лучено А.Р., Козырева Ю.И., Ткачук В.С., Прихна Т.А., Козырев А.В. «Ударно-волновое компактирование порошков» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 63, № 1, с. 20-26 (2018)

Материалы на основе МАХ-фаз имеют уникальную комбинацию свойств. Они объединяют лучшие свойства металлов и керамики. Такой набор полезных эксплуатационных параметров дает возможность широкого технического применения в различных отраслях промышленности. Однако несмотря на большое количество исследовательских работ, проведенных в данной области, получение плотного, однородного МАХ-материала остается нерешенным вопросом. Изучались возможности метода импульсного компактирования бризантными взрывчатыми веществами для получения изделий из порошков МАХ-фаз. В качестве модельного материала для проведения исследований были использованы порошки МАХ-фаз на основе Ti₂AlC и Ti₃AlC₂, синтезированные свободным спеканием в вакууме. Показано, что двукратное импульсное компактирование порошков на основе основе Ti₂AlC и Ti₃AlC₂ позволяет снизить пористость прессовок с 22% до 9%, при этом фазовый состав материала практически не изменяется. Испытание образцов, полученных методом импульсного компактирования, на стойкость к окислению показало, что метод ударно-волнового нагружения применим для получения конкурентоспособных материалов, реализующих потенциальные свойства МАХ-фаз. Отмечено, что для повышения жаростойкости необходимо стремиться к минимизации пористости материала. Существенное снижение пористости может быть достигнуто за счет многократного ударно-волнового нагружения материала.

Судник Л.В., Лучено А.Р., Козырева Ю.И., Ткачук В.С., Прихна Т.А., Козырев А.В. «Ударно-волновое компактирование порошков» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 63, № 1, с. 20-26 (2018)

Материалы на основе МАХ-фаз имеют уникальную комбинацию свойств. Они объединяют лучшие свойства металлов и керамики. Такой набор полезных эксплуатационных параметров дает возможность широкого технического применения в различных отраслях промышленности. Однако несмотря на большое количество исследовательских работ, проведенных в данной области, получение плотного, однородного МАХ-материала остается нерешенным вопросом. Изучались возможности метода импульсного компактирования бризантными взрывчатыми веществами для получения изделий из порошков МАХ-фаз. В качестве модельного материала для проведения исследований были использованы порошки МАХ-фаз на основе Ti₂AlC и Ti₃AlC₂, синтезированные свободным спеканием в вакууме. Показано, что двукратное импульсное компактирование порошков на основе основе Ti₂AlC и Ti₃AlC₂ позволяет снизить пористость прессовок с 22% до 9%, при этом фазовый состав материала практически не изменяется. Испытание образцов, полученных методом импульсного компактирования, на стойкость к окислению показало, что метод ударно-волнового нагружения применим для получения конкурентоспособных материалов, реализующих потенциальные свойства МАХ-фаз. Отмечено, что для повышения жаростойкости необходимо стремиться к минимизации пористости материала. Существенное снижение пористости может быть достигнуто за счет многократного ударно-волнового нагружения материала.

Козяр В.Ф., Козяр Н.В. «Продолжение дискуссии о физических процессах акустической цементометрии обсадных колонн» Каротажник, № 4, с. 81-92 (2018)

Рассмотрены два подхода к пониманию процессов, возникающих при акустической цементометрии обсадных колонн. Первый основан на классическойтеории распространения упругих волн, второй обязан физике Френеля–Био. Отдается дань первому и сформулированы вопросы к второму, решение которых поможет его восприятию.

Козяр Н.В., Теленков В.М. «Контроль технического состояния обсадных колонн нефтяных скважин акустическими методами» Каротажник, № 3, с. 50-56 (2018)

Рассмотрены возможности оценки по данным акустических исследований дефектов обсадных колонн в длительно эксплуатирующихся скважинах: эллипсоидности ствола, наличия перфорационных отверстий, ржавчины, включая разрушенные участки колонны, отложений на стенках минеральных веществ, интервалов затрубных перетоков, мест установки пакеров.

Козяр В.Ф., Козяр Н.В. «Продолжение дискуссии о физических процессах акустической цементометрии обсадных колонн» Каротажник, № 4, с. 81-92 (2018)

Рассмотрены два подхода к пониманию процессов, возникающих при акустической цементометрии обсадных колонн. Первый основан на классическойтеории распространения упругих волн, второй обязан физике Френеля–Био. Отдается дань первому и сформулированы вопросы к второму, решение которых поможет его восприятию.

Коробов А.И., Ширгина Н.В., Кокшайский А.И., Прохоров В.М. «Влияние статической реверсивной нагрузки на механические и упругие свойства поликристаллического сплава алюминия АMГ6» Акустический журнал, 64, № 4, с. 424-431 (2018)

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния процессов нагрузки–разгрузки на механические, линейные и нелинейные упругие свойства деформационно упрочняемого поликристаллического сплава алюминия АМг6. В образцах сплава АМг6 измерена нагрузочная кривая механическое напряжение–деформация при многоцикловых процессах нагрузки–разгрузки вплоть до разрушения образца. Измерена микротвердость образца до и после его разрушения. Обнаружено что процесс нагрузки–разгрузки привел к деформационному упрочнению сплава АМг6. Ультразвуковым методом исследовано влияние деформационного упрочнения сплава АМг6 на его линейные и нелинейные упругие свойства. Исследование нелинейных упругих свойств на различных участках нагрузочной кривой проводились методом Терстона–Браггера и спектральным методом по эффективности генерации второй акустической гармоники. Проводится обсуждение результатов экспериментальных исследований.

Колдоба А.В., Устюгова Г.В., Боговалов С.В. «Моделирование взаимодействия релятивистского и нерелятивистского течений на адаптивных сетках» Математическое моделирование, 30, № 6, с. 3-20 (2018)

Рассматриваются некоторые вычислительные аспекты математического моделирования составных (релятивистского и нерелятивистского) течений на адаптивных расчетных сетках применительно к двойной системе "пульсар–оптическая звезда". Пульсар является источником ультрарелятивисткого ветра электрон-позитронной плазмы, оптическая звезда – источником нерелятивистского ветра. Динамика плазмы в областях релятивистского и нерелятивистского течений описывается различными системами уравнений, а параметры ветров таковы, что их моделирование однородным образом сталкивается со значительными трудностями. Несмотря на то, что расстояние между компаньонами двойной системы меняется в зависимости от орбитальной фазы, течение является автомодельным и определяется безразмерными параметрами задачи. В зависимости от этих параметров картина течения может существенно меняться, что требует гибкости алгоритма построения адаптивной к решению расчетной сетки. Представлены некоторые возможности использования адаптивных сеток для моделирования указанного класса смешанных течений.

Колегов Р.Н., Любимова Т.П., Синер А.А. «Разработка методики расчета резонансных свойств полостей в каналах газотурбинного двигателя» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 165 (2016)

В авиационном двухконтурном двигателе для повышения давления на входе в компрессор высокого давления устанавливают подпорные ступени. Для обеспечения устойчивой работы подпорных ступеней на нерасчетных режимах осуществляют перепуск воздуха за вентилятором при помощи заслонок перепуска. В результате осевые скорости воздуха увеличиваются, а углы атаки приближаются к расчетным, что обеспечивает работу ступеней без срыва.

Синер А.А., Шуваев Н.В., Большагин Н.Н., Колегов Р.Н. «Численным расчет отражения звуковой волны от вращающегося лопаточного колеса» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 151 (2018)

Один из видов нестационарных нагрузок, действующих на детали или узлы авиационного двигателя, является аэроакустичсское напряжение. Такие акустические нагрузки могут приводить к существенным поломкам, которые можно диагностировать только на этапе эксплуатации авиационного двигателя, что приводит к увеличению затрат на ремонт двигателя и снижению экономической эффективности предприятия. Поэтому становится актуальным научиться моделировать сложные аэроакустические процессы, происходящие внутри двигателя. Экспериментальное исследование таких явлений затруднено, поскольку существенные акустические нагрузки возникают в узком диапазоне режимов или при сочетании факторов. которые необходимо знать до проведения эксперимента. Таким образом, наиболее перспективным методом исследования подобных процессов является математическое моделирование. В работе проводилось исследование влияния частоты вращения лопаточного венца на коэффициент отражения.

Синер А.А., Шуваев Н.В., Большагин Н.Н., Колегов Р.Н. «Численный анализ влияния положения точечного источника на резонансные характеристики замкнутой полости» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 149-150 (2018)

Рассматривается задача численного определения акустических резонансных характеристик замкнутых полостей. Задача об оценке резонансных свойств канатов и полостей газотурбинного двигателя (ГТД) очень слабо освещена в существующей литературе, в связи с тем. что дефекты. вызываемые резонансными процессами в элементах ГТД. как правило. выявляются только на этапе эксплуатации, иногда только через несколько лет. После выявления таких дефектов они исправляются путем экспериментальной доводки, что приводит к удорожанию жизненного цикла двигателя. В связи с этим, разработка методик численного анализа резонансных акустических характеристик полостей ГТД является актуальной задачей в области авиационного двигателестроения. Одной из наиболее подробных монографий по акустическим резонансам в компрессоре является диссертационная работа Helmich B., в которой, однако используются в основном экспериментальные методы исследования. Среди теоретических можно отмстить работу , в которой акустический резонанс рассматривается как причина поломки центробежной ступени компрессора. В качестве объекта исследования рассматривается замкнутая прямоугольная воздушная полость с абсолютно жесткими стенками. В полости расположен точечный источник акустических колебаний, имеющий спектр частот в диапазоне 100–5000 Гц с линейным затуханием интенсивности колебаний на его концах по частоте. Спектр звукового давления в заданном диапазоне частот является равномерным, уровень звукового давления на каждой частоте составляет 100 дБ. Положения источника внутри полости варьируются для возбуждения различных резонансных частот. Строятся спектры звукового давления в различных точках полости для различных положений источника в объеме. Все расчеты выполнены в пакете ANSYS Fluent. Используется модель идеального политропного газа, источник задан в виде граничного условия на поверхности сферы малого по сравнению с длинной волны радиуса.

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.

Ветров А.А., Данилов Д.А., Комиссаров С.С., Коцюбинский Т.Д., Сергушичев А.Н. «Двухволновый метод восстановления сигнала в волоконно-оптическом датчике на основе интерферометра Фабри–Перо» Оптический журнал, 85, № 2, с. 55-59 (2018)

Предложен метод восстановления сигнала в волоконно-оптическом датчике на основе интерферометра Фабри–Перо, использующий два канала с различными значениями длины волны, подобранной таким образом, чтобы сдвиг фаз сигналов в этих каналах составлял π/2. Приведены примеры применимости метода для восстановления сигналов в акустических и вибрационных датчиках. Показано значительное увеличение динамического диапазона регистрируемых перемещений в таких датчиках за счёт использования предложенного метода по сравнению с одноволновым вариантом. Ключевые слова: волоконная оптика, волоконный интерферометр Фабри–Перо, виброакустический датчик, динамический диапазон.

Быков Д.И., Комкин А.И., Миронов М.А. «Экспериментальное исследование нелинейного акустического импеданса отверстий» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 63-65 (2018)

Акустический импеданс отверстия при высоких уровнях звукового давления исследовался экспериментально в большом числе работ. Теоретическим основанием для интерпретации результатов экспериментов служит закон Бернулли для стационарного потока через отверстия. Распространение этого закона на осциллирующие течения в отверстии дает, в частности, линейную зависимость действительной части акустического импеданса отверстия от амплитуды колебательной скорости в отверстии и независимость ее от диаметра отверстия. Однако внимательный анализ экспериментальных результатов показал, что диаметр отверстия существенным образом влияет на поведение импеданса при высоких уровнях звукового давления. Целью данной работы является получение надежных экспериментальных данных, демонстрирующих влияние диаметра отверстия перегородки на его акустический импеданс при высоких уровнях звукового давления. Она продолжает исследования авторов в этом направлении

Быков А.И., Комкин А.И., Миронов М.А. «Поглощение звука резонатором Гельмгольца в канале» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 86-87 (2016)

Резонатор Гельмгольца является одним из самых распространенных элементов глушителей шума. Основы теории резонаторов Гельмгольца впервые были обстоятельно рассмотрены Ингардом. Вместе с тем. до настоящего времени не получено хорошего соответствия между экспериментальными и расчетными характеристиками поглощения резонаторов Гельмгольца, не смотря на проводимые в этом направлении исследования. В данной работе рассмотрены характеристики поглощения резонатора Гельмгольца, размещенного на торцевой стенке круглого каната. Экспериментально исследована зависимость коэффициента поглощения резонатора от диаметра и длины его горла и глубины полости резонатора. Установлено, что на получаемые экспериментальные данные могут существенно влиять нелинейные явления в резонаторе. Поэтому генерируемые в канале звуковые волны следует ограничивать уровнями, обеспечивающими линейный режим работы резонатора Гельмгольца, что соответствовало уровню звукового давления в канале на собственной частоте резонатора 85 дБ. На основе полученных экспериментальных данных была проведена верификация линейной аналитической модели резонатора Гельмгольца, в которой учитывались тепловые потери в полости резонатора, также вязкие потери в резонаторе, оцениваемые через диссипативную присоединенную длину горла резонатора. При этом вязкие потери в резонаторе складывались из потерь в горле резонатора, на передней стенке резонатора, и потерь кромках горла. Если потери на стенке горда хорошо изучены, потери на передней стенке резонатора исследованы ранее, то на кромках горла вязкие потери не теоретически не исследованы в силу сложности теоретического рассмотрения такой задачи. В работе определяется величина потерь на кромке горла на основе данных измерений таким образом, чтобы эти данные соответствовали результатам расчетов, проведенных с помощью рассматриваемой линейной модели резонатора Гельмгольца. В результате были получены зависимости потерь на кромках горла от геометрических параметров резонатора Гельмгольца. Установлено, что потери на кромках горла не зависят от его диаметра, но изменятся с изменением длины горла и глубины полости резонатора.

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.

Брушлинский К.В, Кондратьев И.А «Сравнительный анализ расчетов равновесия плазмы в тороидальных и цилиндрических магнитных ловушках» Математическое моделирование, 30, № 6, с. 76-94 (2018)

Тороидальные магнитные ловушки для удержания плазмы – распространенный объект исследований в области управляемого термоядерного синтеза. Математические модели равновесных плазменных конфигураций в ловушках часто рассматриваются для простоты в их распрямленных в цилиндр аналогах. В статье предпринят сравнительный анализ их численных исследований в обоих вариантах геометрии. Математический аппарат моделей – двумерные краевые задачи с дифференциальным уравнением Грэда–Шафранова для функции магнитного потока. Результатом работы являются количественные характеристики отличий тороидальных конфигураций от цилиндрических на примерах плазменного тора с продольным электрическим током и ловушки «Галатеи-Пояса» – тора с погруженными в плазму двумя кольцевыми проводниками с током.

Конев А.А., Мещеряков Р.В., Костюченко Е.Ю. «Сегментация речевых сигналов на вокализованные и невокализованные участки на основе одновременной маскировки» Автометрия, 54, № 4, с. 51-57 (2018)

Рассмотрена модель одновременной тональной маскировки, выделяющая компоненты речевого сигнала, воспринимаемые слуховой системой человека. Предложен алгоритм одновременной маскировки на основе этой модели. Показано, что сигнал после одновременной маскировки представляется бинарной структурой, отражающей гармоническую структуру вокализованной последовательности. Экспериментально доказано, что данная структура может быть использована для выделения ключевых (с точки зрения восприятия слуховой системой) участков речи. На базе этой структуры создан алгоритм высококачественной сегментации речевого сигнала на вокализованные и невокализованные участки, не требующий обучения перед применением. По результатам тестирования совместного использования алгоритмов одновременной маскировки и сегментации речевого сигнала получены оценки качества их работы. DOI: 10.15372/AUT20180407

Цаплев В.М., Коновалов Р.С. «Ультразвуковой метод исследования ползучести поликристаллических материалов» Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", № 1, с. 63-69 (2018)

Исследована упругая ползучесть модуля Юнга и внутреннего трения некоторых поликристаллических горных пород и пьезокерамики. Одноосное статическое сжатие прикладывалось скачком и поддерживалось постоянным в течение длительного времени (0–107 с). Диапазон значений напряжения сжатия составлял 0–120 МПа. Исследования выполнялись ультразвуковым методом нагруженного составного вибратора. Рассмотрены основные соотношения метода. Выполнены измерения ползучести некоторых поликристаллических горных пород – хибинита и доломита, а также пьезокерамических материалов – ТБК-3 и ЦТС-19. Показаны преимущества данного метода перед традиционными (статическими) методами изучения физических механизмов, ответственных за ползучесть. Несмотря на то что физические механизмы, обусловливающие ползучесть поликристаллических горных пород и пьезокерамических материалов, различны, феноменологически они описываются одинаковыми зависимостями. Измерения, выполненные в диапазоне температур от 20 до 100°С, позволили определить границы спектра энергий активации соответствующих физических процессов, протекающих при сжатии пьезокерамических материалов.

Коновалов Р.С., Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. «Об определении длительности и амплитуды зондирующего импульса на выходе пьезопреобразователя с учетом его конструктивных особенностей» Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", № 5, с. 75-81 (2018)

Рассматривается пластинчатый пьезокерамический преобразователь, нагруженный через систему переходных слоев на твердую среду. Наличие переходных слоев обусловлено необходимостью создания акустического контакта между объектом контроля и преобразователем (слой 1), применением протектора (слой 2) и присутствием клеевого соединения между излучающей поверхностью пластины и протектором (слой 3). Тыльная сторона пластины контактирует с демпфером. На основе методики, предложенной в предшествующих работах авторов, изложен алгоритм расчета частотной характеристики преобразователя и проведено исследование импульсного режима работы излучателя в предположении, что активный элемент возбуждается импульсом электрического напряжения в виде одного полупериода синусоиды на частоте антирезонанса пластины. Осуществлены оценочные расчеты толщин слоев для конкретной рабочей частоты преобразователя, на основании чего выполнены расчеты для ряда волновых толщин слоев, реально встречающихся в практике ультразвукового контроля. Расчеты проведены в широком диапазоне значений удельного акустического импеданса протектора.

Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. «Определение частот резонанса и антирезонанса пьезокерамического пластинчатого преобразователя на основании частотной характеристики его входного электрического импеданса» Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", № 2, с. 56-61 (2018)

Рассматривается пьезокерамическая пластина, нагруженная с одной стороны на водную сред и свободная с другой стороны. На основании расчета частотной характеристики входного электрического импеданса определяются частоты резонанса и антирезонанса. Обсуждается смысл этих терминов, приводятся результаты расчетов этих величин в зависимости от квадрата коэффициента электромеханической связи пьезокерамики. Указывается на возможность иного подхода к определению частот резонанса и антирезонанса, в зависимости от того, какая физическая величина является определяющей при работе преобразователя. В данной статье такой величиной является входной электрический импеданс, определяющий ток, протекающий через преобразователь. Другой возможный подход состоит в рассмотрении механической величины – колебательной скорости на рабочей грани пластины (т. е. на «выходе» преобразователя), что в схеме-аналоге является «током», проходящим через сопротивление излучения. Приводятся некоторые сравнительные данные для двух указанных подходов. Показано, что результаты, хотя и отличаются, но незначительно.

Коновалов Р.С., Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. «Об определении длительности и амплитуды зондирующего импульса на выходе пьезопреобразователя с учетом его конструктивных особенностей» Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", № 5, с. 75-81 (2018)

Рассматривается пластинчатый пьезокерамический преобразователь, нагруженный через систему переходных слоев на твердую среду. Наличие переходных слоев обусловлено необходимостью создания акустического контакта между объектом контроля и преобразователем (слой 1), применением протектора (слой 2) и присутствием клеевого соединения между излучающей поверхностью пластины и протектором (слой 3). Тыльная сторона пластины контактирует с демпфером. На основе методики, предложенной в предшествующих работах авторов, изложен алгоритм расчета частотной характеристики преобразователя и проведено исследование импульсного режима работы излучателя в предположении, что активный элемент возбуждается импульсом электрического напряжения в виде одного полупериода синусоиды на частоте антирезонанса пластины. Осуществлены оценочные расчеты толщин слоев для конкретной рабочей частоты преобразователя, на основании чего выполнены расчеты для ряда волновых толщин слоев, реально встречающихся в практике ультразвукового контроля. Расчеты проведены в широком диапазоне значений удельного акустического импеданса протектора.

Волкова А.А., Консон А.Д., Сопина О.П. «Процедура гидроакустической классификации в человеко-машинной системе поддержки принятия решения» Гидроакустика, № 34, с. 67-75 (2018)

Рассмотрена задача гидроакустической классификации в системе поддержки принятия решения. Показано, что в такой системе не самым лучшим является выбор алгоритма автоматической классификации, синтезированного на основе теории статистических решений. Это связано с тем, что работа подобных алгоритмов полностью автоматизирована и процесс принятия решения не может быть проконтролирован со стороны оператора. Показано, что в человеко-машинной системе поддержки принятия решения для классификации удачно могут быть применены алгоритмы группового выбора. Предложен вариант алгоритма, который не противоречит основному принципу теории статистических решений – принципу максимума правдоподобия.

Заморёнов М.В., Копп В.Я., Заморёнова Д.В. «Метод моделирования регенерирующих систем» Математическое моделирование, 30, № 6, с. 133-134 (2018)

Рассматривается разновидность алгоритма фазового укрупнения для анализа регенерирующих систем. Приводится и доказывается теорема о времени пребывания в подмножестве непрерывных состояний. Рассмотрен пример моделирования обслуживающего устройства с обесценивающими отказами с использованием указанной теоремы и метода траекторий. Проведено сравнение результатов моделирования методом траекторий и известным из литературы методом, основанным на решении уравнений марковского восстановления. Сравнение подтвердило правильность предложенного метода моделирования.

Будылин А.М., Коптелов Я.Ю., Левин С.Б. «Некоторые аспекты задачи рассеяния для системы трех заряженных частиц» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 461, с. 65-94 (2017)

Обсуждается вопрос о влиянии спектральной окрестности точки накопления энергий связи парной подсистемы на структуру собственных функций непрерывного спектра гамильтониана системы трех заряженных частиц. В координатной асимптотике этих функций выделяется совокупный вклад парных высоковозбужденных состояний.

Копьев В.Ф., Храмцов И.В. «О расчетно-экспериментальном исследовании турбулентного вихревого кольца» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 107 (2018)

В дозвуковых турбулентных струях, представляющих собой один из основных источников шума современных авиационных силовых установок. шум генерируется турбулентными вихрями. Поскольку в турбулентных струях присутствуют вихри различных масштабов, взаимодействующие друг с другом, картина излучения, оказывается очень сложной. Поэтому важной представляется возможность исследования фундаментальных вопросов излучения звука турбулентными потоками на примере отдельного изолированного вихря. Для исследования аэроакустических характеристик данного вихря в Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа был создан генератор вихревых колец. Проведен совместный эксперимент по регистрации движения поршня генератора вихревых колец, перемещения кольца и излучения шума единичным вихрем. Полученный в результате данного эксперимента закон движения поршня использовался в численном моделировании с целью повышения соответствия расчетной модели эксперименту. Перемещение вихревого кольца, полученное в расчете, на начальном участке траектории совпадает с перемещением в эксперименте. С помощью расчета получены размеры данного вихря, которые затем использовались в автомодельных теориях для оценки свойств вихревого кольца на большом удалении от среза сопла, где кольцо излучает шум. В результате проведена оценка собственной частоты излучения шума свободно летящим турбулентным вихревым кольцом. Полученные значения собственной частоты хорошо совпадают с экспериментальными значениями на большом участке траектории. Полученные в данной работе результаты подтверждают механизм излучения шума вихревого кольца, представляющий собой колебания тонкого ядра.

Копьев В.Ф., Фараносов Г.А., Чернышев С.А., Бычков О.П. «О возможности активного управления волнами неустойчивости в невозбужденных турбулентных струях» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 206 (2018)

Разработана стратегия активного управления естественными волнами неустойчивости в турбулентных дозвуковых струях. За основу взят подход, отработанный ранее на тонально возбужденных струях, в рамках которого была продемонстрирована возможность управления искусственно возбужденными волнами неустойчивости путем линейной настройки возбуждения и управляющего воздействия. Проведенный анализ предыдущих результатов по управлению возбужденной струей показал, что подход, в котором волны неустойчивости создаются с помощью воздействия вблизи кромки сопла, наиболее эффективен с точки зрения и потребной амплитуды воздействия, и реализации линейного взаимодействия волн в струе. Исследованы особенности такого управления в широкой полосе частот и предложен способ достижения интегрального снижения уровня сигнала. На реально измеренных случайных сигналах продемонстрирована принципиальная реализуемость предложенной стратегии управления волнами неустойчивости в невозбужденной струе и определены характерные ограничения, которые необходимо учитывать при ее реализации в эксперименте.

Ипагов М.С., Копьев В.Ф., Круглякова А.Е., Остриков Н.Н., Яковец М.А. «Экспериментальное исследование в заглушенной камере различий диаграмм направленности излучения звука из открытого конца воздухозаборника при моделировании условий статических испытаний и полета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 197-201 (2018)

Численное моделирование, выполненное ранее, продемонстрировало существенное различие в диаграммах направленности излучения акустических мод из воздухозаборника при работе в статическом режиме (реализуется только всасывающий поток без спутного потока) по сравнению е режимом полета (одновременно реализуется всасывающий и спутный потоки). Было показано, что существенное изменение направленности излучения является результатом комбинированного действия эффектов дифракции и рефракции вблизи открытого конца канала, вызванных сильной неоднородностью всасываемого потока в статических условиях. Настоящая работа направлена па экспериментальное исследование указанного эффекта, для чего в заглушенной камере АК-2 была собрана установка (схема и фотография собранной установки представлены на рисунке), состоящая из маломасштабной модели воздухозаборника, в которой азимутальные вращающиеся моды генерируются с помощью 12-ти акустических драйверов, установленных заподлицо на внутренней поверхности канала с равномерным шагом в азимутальном направлении, радиального вентилятора Веза ВРАН6-6,3 для создания всасывающего потока внутри канала модели воздухозаборника, воздуховода внутреннего диаметра 200 мм, совпадающего с диаметром канала модели воздухозаборника. секций ЗПК для глушения шума вентилятора.

Копьев В.Ф., Храмцов И.В., Зайцев М.Ю., Черенкова Е.С., Кустов О.Ю., Пальчиковский В.В. «Параметрическое исследование шума вихревых колец различного диаметра» Акустический журнал, 64, № 4, с. 499-507 (2018)

Разработана методика исследования аэроакустических параметров вихревых колец разного диаметра в заглушенной камере. Исследованы траектории движения вихревых колец, создаваемых поршневым генератором с сопловыми насадками разных диаметров выходного сечения. Проведен спектральный анализ шума вихревых колец при их различном удалении от сопловых насадков для различных диаметров. Впервые получены зависимости основной частоты излучения от времени движения кольца в безразмерном виде. Приведенные данные о шуме турбулентных вихревых колец позволяют сделать вывод об одинаковом механизме излучения звука кольцами разных диаметров и скоростей.

Копьев В.Ф., Шур М.Л., Травин А.И., Беляев И.В., Замтфорт Б.С., Медведев Ю.В. «Оценка шума на местности для самолета с двигателями типа открытый ротор на основе численного моделирования» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 171-174 (2016)

Биротативные винтовентиляторы (открытый ротор) имеют потенциал снижения топлива до 20% по сравнению с современными турбовентиляторами. Однако их более высокая аэродинамическая эффективность сопровождается более высокими уровнями шума. Это представляет собой основное препятствие к широкому практическому использованию авиационных двигателей этого типа и делает необходимым оптимизацию параметров открытого ротора, направленную на снижение уровня излучаемого шума при сохранении хороших аэродинамических характеристик. Спектры и направленности шума открытого ротора достаточно сложны, что значительно усложняет анализ влияния модификаций геометрии открытого ротора на их акустические характеристики (например, подавление некоторых тональных компонент может сопровождаться увеличением амплитуд других тонов). По этой причине имеет смысл проводин. соответствующие оптимизационные исследования, используя оценку шума в метрике EPNдБ. так как именно эта метрика используется для сертификации самолета по шуму на местности. Именно такой подход используется в данной работе, чьей задачей является численное исследование влияния геометрических параметров открытого ротора на шум на местности для реалистичного самолета е двигателями типа открытый ротор, и оценка возможности удовлетворить требованиям норм ИКАО по шуму на местности для такого самолета.

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Воронцов В.И. «О влияниям формы лопасти в плане на широкополосную и тональную составляющую шума несущего винта вертолета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 105-106 (2018)

Современные способы снижения шума несущей системы вертолета могут быть реализованы следующими пассивными и активными конструктивными средствами: снижение скорости вращения винта; увеличение числа лопастей винта, современная 3-D конструкция лопасти (радиус. хорда, крутка, форма в плане, выбор профилей и их распределение по радиусу, форма законцовки). активные методы (активная крутка, управление высшими гармониками, активный закрылок). Основным рычагом для снижения шума несущего винта является уменьшение скорости вращения. Этот эффект проявляется для всех режимов полета, однако, может иметь неблагоприятные последствия с точки зрения других дисциплин, используемых при проектировании перспективных скоростных вертолетов. По сравнению с вращательной скоростью, другие конструктивные параметры несущего винта влияют на шум в меньшей степени и зачастую оказывают влияние только на конкретный источник шума, проявляющийся при специфических условиях полета. В частности, конструкция лопасти. которая минимизирует шум для одною режима полета, может дать отрицательный вклад в уровни шума на других режимах, поэтому создание конструкции лопасти, которая универсально снижает шум, является труднодостижимой задачей.

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.

Корецкая А.С., Мельканович В.С. «Об одном подходе к реализации алгоритма определения координат источника гидроакустического сигнала в пассивном режиме в условиях сплошной акустической освещенности» Гидроакустика, № 34, с. 76-81 (2018)

Рассматриваются особенности реализации алгоритма оценки дальности и глубины источника сигнала, основанного на сопоставлении замера и прогноза параметров лучевых картин, в гидроакустических условиях мелкого моря. Предложена реализация алгоритма отбора возможных положений источника сигнала на основе двумерного инвертированного списка по углам прихода принимаемых лучей и по задержкам обнаруженных корреляционных максимумов.

Плеснецов С.Ю., Сучков Г.М., Корж А.И., Суворова М.Д. «Новые теоретические исследования и разработки в области электромагнитно-акустического преобразования (обзор)» Техническая диагностика и неразрушающий контроль, № 2, с. 24-31 (2018)

Выполнен анализ информационных источников за последние годы, в которых приведены результаты теоретических и модельных исследований электромагнитно-акустического способа возбуждения и приема ультразвуковых волн объемного, поверхностного и нормального типов. Установлено, что комплексными теоретическими и модельными исследованиями создаются более эффективные основы конструирования ЭМА преобразователей различного назначения. Показана возможность создания ЭМАП с фазированными решетками, а также устройств с импульсными источниками поляризующего магнитного поля.

Корин И.А. «Численное моделирование акустических процессов в канале с образцом резонансной ЗПК» Научно-технический вестник Поволжья, № 5, с. 86-89 (2018)

Представлены результаты численного моделирования распространения звука в канале с установленным в нем однослойным образцом резонансной звукопоглощающей конструкции. Расчеты проведены на основе трех разных математических моделей: уравнения Гельмгольца; линеаризованных уравнений Навье–Стокса; совместного использования волнового уравнения и полных уравнений Навье–Стокса. Выполнена оценка точности численного моделирования путем сравнения результатов с экспериментом.

Корин И.А., Пальчиковский В.В., Павлоградский В.В. «Определение импеданса крупногабаритной звукопоглощающей конструкции на основе численного моделирования распространения звука в канале с заданным азимутальным модальным составом» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 17, № 2, с. 109-121 (2018)

На основе численного моделирования проведено исследование определения импеданса крупногабаритной звукопоглощающей конструкции (ЗПК) при наличии вращающихся акустических мод в канале. Первый этап исследований состоял в отработке метода извлечения импеданса на простой модели цилиндра при установке микрофонов вне секции ЗПК. Натурный эксперимент был заменён численным моделированием распространения заданного азимутального состава шума в цилиндрическом канале с импедансной стенкой, импеданс которой известен (прямая задача). В результате решения прямой задачи определены значения акустических давлений в тех точках, где будут устанавливаться микрофоны при реализации натурного эксперимента. Полученные результаты использованы для решения обратной задачи – нахождения исходного импеданса. Решение обратной задачи с использованием процедуры поиска импеданса на основе минимизации функционала расхождения акустических давлений прямой и обратной задачи показало хорошую точность нахождения импеданса. Также было определено, что точность извлечения импеданса практически не меняется в зависимости от угла установки линейного массива микрофонов. Второй этап исследований состоял в применении отработанной методики к модели натурной установки испытаний крупногабаритных ЗПК. При определенном качестве конечно-элементной сетки была достигнута приемлемая точность нахождения импеданса. Также проверено, что в целях экономии расчётного времени для некоторых мод импеданс можно извлекать с приемлемой точностью в осесимметричной постановке. Тем самым определена возможность использования предложенного подхода на основе численного моделирования для извлечения импеданса крупногабаритной ЗПК.

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.

Коробейников С.М. «Инжекционный ток и образование пузырьков в сильных резко неоднородных электрических полях» Прикладная механика и техническая физика, № 5, с. 75-80 (2000)

Решена задача о протекании нестационарного тока при инжекции из сферического электрода. Показано, что распределение поля может иметь максимум, перемещающийся в направлении от электрода со скоростью движения фронта инжектированного заряда. Проведен анализ образования пузырьков в предпробивных электрических полях, сделан вывод о возможности неионизационного образования пузырьков в диэлектрических жидкостях при действии высокого напряжения.

Коробов А.И., Ширгина Н.В., Кокшайский А.И., Прохоров В.М. «Влияние статической реверсивной нагрузки на механические и упругие свойства поликристаллического сплава алюминия АMГ6» Акустический журнал, 64, № 4, с. 424-431 (2018)

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния процессов нагрузки–разгрузки на механические, линейные и нелинейные упругие свойства деформационно упрочняемого поликристаллического сплава алюминия АМг6. В образцах сплава АМг6 измерена нагрузочная кривая механическое напряжение–деформация при многоцикловых процессах нагрузки–разгрузки вплоть до разрушения образца. Измерена микротвердость образца до и после его разрушения. Обнаружено что процесс нагрузки–разгрузки привел к деформационному упрочнению сплава АМг6. Ультразвуковым методом исследовано влияние деформационного упрочнения сплава АМг6 на его линейные и нелинейные упругие свойства. Исследование нелинейных упругих свойств на различных участках нагрузочной кривой проводились методом Терстона–Браггера и спектральным методом по эффективности генерации второй акустической гармоники. Проводится обсуждение результатов экспериментальных исследований.

Королев В.В., Еремин М.А., Боченков Д.О., Марченко П.П. «Стохастические модели вер тикальной структуры турбулентных газовых дисков галактик» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 20, № 6, с. 72-82 (2017)

На основе стохастических методов проведено численное моделирование квазиравновесного турбулентного газового диска галактики, находящегося в тепловом и динамическом равновесии в поле тяготения звездного диска. Совокупное воздействие на межзвездную среду (МЗС) физических механизмов, ответственных за генерацию турбулентности, моделировалось с помощью спектральной версии форсинга, то есть путем создания возмущений поля скоростей с заданными спектральными характеристиками. Влияние возмущений поля скоростей на динамику межзвездного газа исследовалось в рамках численных экспериментов при разных параметрах генерации, в частности, в зависимости от пространственных масштабов и интенсивности накачки. Установлено, что при использовании данного подхода в газовом диске формируется квазистабильная вертикальная структура, которая качественно и количественно хорошо согласуется с наблюдениями МЗС в дисках спиральных галактик.

Король В.Ф., Лахмоткина Г.Н. «Использование ультразвука при выделении антиалиментарных веществ из зерна люпина» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 27-34 (2018)

В целях обеспечения продовольственной безопасности России по экономической доступности для граждан страны безопасных пищевых продуктов, необходимых для здорового образа жизни, проводятся научные исследования по использованию новых видов растительного белка, в том числе из зерна люпина. Проведен сравнительный анализ питательной ценности зерна культур, используемых в кормах и содержанию антиалиментарных веществ. Сформулирована гипотеза удаления антиалиментарных веществ зерна люпина и сои с ультразвуком и мультиэнзимным комплексом, защищённая патентом. Разработан промышленный образец устройства для извлечения из зернобобовых культур антиалиментарных веществ Изобретение относится к разработке методики обезгорчивания зерна люпина, основанной на удалении алкалоидов в процессе замачивания в молочной сыворотке при температуре t=40–50°C с последующей двухстадийной ферментацией при воздействии ультразвуком в течение 4 часов, удалением оболочки. Обезгорченное зерно люпина измельчают до размера частиц 10–150 мкм, получая зернобобовую сывороточную пасту, которую пастеризуют, смешивают с мукой зерновых культур (пшеницы, ячменя, ржи, овса, тритикале и др.) и гранулируют. Характеристики измельченных частиц изучались на примере зерна люпина, но это справедливо для других зернобобовых культур. По результатам компьютерного сканирования определены оптимальные размеры зазоров между рабочими органами мельницы влажного измельчения. Отделенную оболочку измельчают различной степени помола и используют для производства пищевых волокон. Внедрение методики позволит уменьшить общие энергозатраты на производство пищевых продуктов или комбикорма, а также получить продукты питания и комбикорм с заданными свойствами, питательной и энергетической ценностью.

Корольков А.И., Шанин А.В. «Метод мортарных элементов в сочетании с явно-неявными схемами в задачах аэроакустики» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 108 (2018)

Одной из важных численных задач является задача численного решения уравнений акустики в присутствии подвижных границ. Подвижными границами могут, например, служить винты и пропеллеры летательных аппаратов. Как правило, геометрия таких задач позволяет разбить пространство на две области, сравнительно просто перемещающиеся относительно друг друга. Таким образом, в каждый момент времени необходимо решать систему дискретных уравнений на неконформных сетках. Существуют множество методов, позволяющих моделировать уравнения в частных производных на неконформных сетках. В частотности, применяется метод мортарных элементов, и разрывный метод Галеркина. К сожалению, авторам данные методы известны лишь в сочетании с явными в неявными схемами интегрирования по времени. Однако, во многих задачах явные схемы не могут быть использованы в связи с их неустойчивостью при увеличении шага по времени, в то время как неявные схемы требуют трудоемкого обращения матриц большой размерности. Альтернат вой являются явно-неявные схемы, являющиеся достаточно устойчивыми и требующие обращения сравнительно небольших матриц. В работе авторы обобщают явно-неявные схемы на случай пространственной дискретизации с помощью метода мортарных элементов. Результаты демонстрируются на конкретном примере решения уравнений акустики в присутствии движущейся границы.

Белоус А.А., Корольков А.И., Остриков Н.Н., Шанин А.В. «Исследование воздушного потока с помощью акустического MLS-сигнала» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 45-46 (2016)

Экспериментальная техника, основанная па методе последовательности максимальной длины (MLS-методе), нашла широкое применение в архитектурной акустике . Метод заключается в следующем. Исследуемая область облучается квазишумовым сигналом с автокорреляционной функцией, близкой к дельта-функции. После корреляционной обработки становится известным импульсный отклик изучаемой области при заданных положениях источника и приемника. MLS-метод имеет непосредственную ценность для авиационной акустики, так как позволяет непосредственно наблюдать поля, рассеянные на препятствиях сложной формы. В качестве таких препятствий могут служить крыло или двигатель самолета. В частности, важной является задача определения коэффициентов экранирования планером летательного аппарата шумов двигателя и струи. С помощью MLS-метода эта задача может быть решена экспериментально. Несмотря на это, авторам не известны эксперименты на основе MLS-метода в присутствии звукового потока. Целью данной работы является заполнение данного пробела, а именно – измерение импульсного отклика акустического тракта в присутствии турбулентного или ламинарного потока на акустической трассе.

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.

Синер А.А., Коромыслов Е.В., Деменев А.Г., Русаков С.В., Кнутова Н.С. «Расчет генерации звука вентиляторной ступенью авиационного двигателя методами высокого порядка точности с использованием GPU» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 146-147 (2018)

Главным источником шума гражданского авиационного двигателя является вентиляторная ступень. На всех режимах работы двигателя она вносит основной вклад. Поскольку наблюдается тенденция к увеличению степени двухконтурности двигателя, доля шума вентилятора будет только расти. Основными механизмами генерации шума вентиляторной ступенью являются собственно вращение лопаточного колеса и взаимодействие вязких следов за рабочими лопатками вентилятора со спрямляющим аппаратом. Для проектирования малошумной вентиляторной ступени требуется с высокой точностью определять её шумовые характеристики. Для этой цели требуется использовать подробные сетки и специальные численные схемы высокого порядка точности с высокими диссипативными и дисперсионными свойствами (схемы DRP и LDDRK). Поскольку требуется накапливать длинные временные реализации на подробных сетках необходимо использовать графические ускорители (GPU) для максимального сокращения времени расчета. В работе представлены результаты расчета звукового поля, генерируемого вентиляторной ступенью авиационного двигателя, в программном комплексе использующем указанные схемы и GPU.

Жуманиязов Д.М., Кострова В.Н., Коростелева Н.А. «Способ сжатия речевого сигнала в системах идентификации источников звука» Вестник Воронежского института высоких технологий, № 2, с. 60-65 (2018)

Представлена методика повышения эффективности алгоритма сжатия речевых сигналов, без большой потери качества. Сжатие в этом случае означает удаление из цифрового сигнала тех шагов квантования, которые можно спрогнозировать. Авторы предлагают уменьшить число этих шагов квантования, используя модифицированный алгоритм линейной предикации с переменным порядком. Это позволяет сократить время сжатия.

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/

Коротков Ю.Ф., Минкин В.С., Зиятдинов Р.Х., Репина А.В. «Экспериментальные исследования акустических генераторных установок» Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева, 74, № 1, с. 23-28 (2018)

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.

Ерофеев В.И., Корсаков М.И., Леонтьева А.В. «Поперечные волны в гибкой направляющей, взаимодействующей с нелинейно-вязким основанием» Вестник научно-технического развития, № 8, с. 10-17 (2018)

Рассматривается динамическая задача для системы, состоящей из одномерной гибкой направляющей (струна), лежащей на нелинейно-вязком основании. Построены дисперсионные характеристики поперечных волн, а также их зависимости от параметра, отвечающего за нелинейную вязкость основания. Выявлены условия, при которых в системе могут существовать стационарные ударные волны (кинки), получены аналитические решения, описывающие такие волны.

Калугин М.Д., Корчагова В.Н., Крапошин М.В., Марчевский И.К., Морева В.С. «Использование инструментов анализа больших данных при решении задач газовой динамики и акустики» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 3, с. 32-47 (2018)

Рассмотрены вопросы обработки и анализа больших объемов данных, возникающих при численном моделировании процессов гидрогазодинамики и акустики в крупных промышленных установках. Представлены оценки объема обрабатываемых данных на примере задачи расчета течения и акустических нагрузок при старте ракеты-носителя. Для сокращения используемого объема памяти предложено применять технологию обработки и сжатия данных Proper Orthogonal Decomposition, с помощью которой выявляют наиболее "энергоемкие" моды исходных данных. Возможности этого подхода, реализованного с применением фреймворка Apache Spark, продемонстрированы на тестовой задаче распространения акустических волн в одномерной и двумерной постановках. Объем данных, необходимый для восстановления решения с приемлемой погрешностью порядка 1%, удалось сократить в 30 раз в одномерном случае и в 160 раз в двумерном.

Великанов Н.Л., Наумов В.А., Корягин С.И. «Течение газа с дисперсной примесью в цилиндрическом канале при дозвуковой скорости» Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Физико-математические науки, № 2, с. 81-91 (2018)

Представлены методика и алгоритм расчета динамических характеристик течения газа в цилиндрическом канале при дозвуковой скорости и при наличии дисперсной примеси в газе. Задача определения динамических характеристик процессов подачи инертных газов, содержащих дисперсные примеси, в ковши и конвертеры используется для повышения точности дозирования инертных газов. Соответствующая краевая задача не имеет аналитического решения. Рассмотрена динамика стационарного течения совершенного газа, содержащего дисперсные примеси, в вертикальном канале. Представлены результаты решения краевой задачи численным методом в среде Mathcad. Показаны итоги исследования изменений параметров газа вдоль канала при различных расходах. Графики представлены в размерных переменных. В частности, исследованы распределенная плотность дисперсной фазы, температура несущей и дисперсной фазы, числа Маха M, Рейнольдса Re, Нуссельта Nu, Стокса St.

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/

Матвеев Ю.И., Костенко В.И., Хмелёв В.Н., Генне Д.В. «Экспериментальные исследования опытного ультразвукового пенетрационного устройства на модельных средах, имитирующих реголит Луны» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 42-49 (2018)

Рассмотрено влияние процесса формообразования в разбуренном реголите Луны на движение ультразвукового пенетрационного устройства (ПУ). Сформулированы условия преодоления заклинивания ПУ с учетом изменения свойств реголита с глубиной, в том числе присутствия водяного льда. Рассмотрены требования к ПУ при реализации двух режимов его работы на Луне: определения содержания воды в реголите в зависимости от глубины бурения и взятия образцов грунта для определения содержания летучих компонентов.

Ким С К., Костенко В.М., Стегачёв Е.Е. «Исследования по разработке мощных источииков звука для акустического нагружения авиационных конструкций» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 103-104 (2018)

В 70–90-х годах 20-го века результате значительных но объему научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ, выполненных в ЦАГИ и СибНИА. был разработан ряд низкочастотных и среднечастотных генераторов звука, которые стали основными средствами воспроизведения акустического нагружения для созданных тогда акустических установок – реверберационной камеры PK-1500 и канала бегущей волны МАК-1. Они полностью удовлетворили потребности эксперимента в диапазоне частот нагружения – до 700 Гц. Воспроизведение звука на более высоких частотах (примерно до 1200 Гц) было обеспечено за счёт использования зарубежных генераторов звука, т.к. на тот момент работы по созданию отечественного высокочастотного генератора нс увенчались успехом. В настоящее время существует насущная необходимость в разработке и создании перспективного высокочастотного отечественного генератора звука. На основании анализа конструкций и характеристик существующих источников высокоинтенсивного акустического нагружения зарубежных фирм и опыта разработки в ЦАГИ предложена конструктивная концепция отечественного высокочастотного звука с частотой звуковой модуляции существенно выше 700 Гц. В качестве базовой выбрана конструкция среднечастотного генератора звука ГЗ-3000. разработанного в ЦАГИ.

Жуманиязов Д.М., Кострова В.Н., Коростелева Н.А. «Способ сжатия речевого сигнала в системах идентификации источников звука» Вестник Воронежского института высоких технологий, № 2, с. 60-65 (2018)

Представлена методика повышения эффективности алгоритма сжатия речевых сигналов, без большой потери качества. Сжатие в этом случае означает удаление из цифрового сигнала тех шагов квантования, которые можно спрогнозировать. Авторы предлагают уменьшить число этих шагов квантования, используя модифицированный алгоритм линейной предикации с переменным порядком. Это позволяет сократить время сжатия.

Конев А.А., Мещеряков Р.В., Костюченко Е.Ю. «Сегментация речевых сигналов на вокализованные и невокализованные участки на основе одновременной маскировки» Автометрия, 54, № 4, с. 51-57 (2018)

Рассмотрена модель одновременной тональной маскировки, выделяющая компоненты речевого сигнала, воспринимаемые слуховой системой человека. Предложен алгоритм одновременной маскировки на основе этой модели. Показано, что сигнал после одновременной маскировки представляется бинарной структурой, отражающей гармоническую структуру вокализованной последовательности. Экспериментально доказано, что данная структура может быть использована для выделения ключевых (с точки зрения восприятия слуховой системой) участков речи. На базе этой структуры создан алгоритм высококачественной сегментации речевого сигнала на вокализованные и невокализованные участки, не требующий обучения перед применением. По результатам тестирования совместного использования алгоритмов одновременной маскировки и сегментации речевого сигнала получены оценки качества их работы. DOI: 10.15372/AUT20180407

Глазунов А.А., Еремин И.В., Жильцов К.Н., Костюшин К.В., Тырышкин И.М., Шувариков В.А. «Численное исследование определения величин пульсаций давления и собственных акустических частот в камерах сгорания с наполнителем сложной формы» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 3, с. 59-72 (2018)

Проведено численное моделирование возникновения неустойчивости течения и автоколебаний давления для камер сгорания с наполнителем сложной формы. Расчет течения продуктов сгорания в газодинамическом тракте проводился в рамках однофазной модели на основе решения уравнений Навье–Стокса для сжимаемой среды. Показано влияние модели турбулентности κ-s и модели крупномасштабных вихрей (LES) на характеристики пульсаций давления. Предложен подход для определения положения первых мод колебаний давления в камерах сгорания сложной геометрии.

Косяков С.И., Самоваров А.Н., Васильев Н.Н. «Структура фронта взрывной волны в воздухе» Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 7-8, с. 27-34 (2018)

Анализируется структура фронта взрывной волны в воздухе. Получены выражения для профилей массовой скорости и давления во фронте слабой взрывной волны. Они удовлетворительно описывают изменение избыточного давления во фронте не только слабой, но и сильной взрывной волны. Сравнение указанных зависимостей показывает, что давление должно достигать своего максимума раньше скорости. Другими словами, во фронте взрывной волны возможно «расщепления» параметров газодинамического течения. Данный вывод подтверждается экспериментальными данными. Предложены направления дополнительной экспериментальной проверки полученных результатов.

Котов В.М., Шкердин Г.Н. «Импульсная модуляция многоцветного излучения посредством дифракции света на звуке» Радиотехника и электроника, 63, № 9, с. 942-946 (2018)

Для импульсной модуляции многоцветного оптического излучения проведено сравнение трех акустооптических (АО) материалов ТеО₂, SiO₂ и LiNbO₃, широко используемых на практике для изготовления АО-ячеек. Показано, что с точки зрения потребляемой электрической мощности несомненным преимуществом обладает АО-ячейка из ТеО₂ благодаря, прежде всего, высокому коэффициенту АО-качества, а с точки зрения преобразования электрических импульсов в оптические сигналы с наименьшими искажениями предпочтение отдано ячейкам из SiO₂ и LiNbO₃. Выполнены эксперименты по модуляции многоцветного излучения Ar-лазера, подтвердившие основные теоретические выводы.

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.

Котов В.М., Котов Е.В. «Широкополосное акустооптическое управление скоростью вращения вектора поляризации излучения» Квантовая электроника, 48, № 8, с. 773-776 (2018)

Описан метод формирования оптического излучения с вращающимся вектором поляризации, частота вращения которого изменяется в широких пределах. Метод основан на использовании двух идентичных акустооптических (АО) модуляторов, изготовленных из гиротропного кристалла. Экспериментально реализованный диапазон перестройки частоты вращения вектора поляризации оптического излучения с длиной волны 0.63·10^–4 см при использовании АО ячеек из ТеО₂ составил∼6 МГц.

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.

Котов В.М., Котов Е.В. «Широкополосное акустооптическое управление скоростью вращения вектора поляризации излучения» Квантовая электроника, 48, № 8, с. 773-776 (2018)

Описан метод формирования оптического излучения с вращающимся вектором поляризации, частота вращения которого изменяется в широких пределах. Метод основан на использовании двух идентичных акустооптических (АО) модуляторов, изготовленных из гиротропного кристалла. Экспериментально реализованный диапазон перестройки частоты вращения вектора поляризации оптического излучения с длиной волны 0.63·10^–4 см при использовании АО ячеек из ТеО₂ составил∼6 МГц.

Бондур В.Г., Котюков М.М., Кузнецов В.Д., Маров М.Я., Месяц Г.А., Панасюк М.И., Петрукович А.А., Сергеев А.М., Сюняев Р.А., Трубников Г.В., Фортов В.Е., Хохлов А.Р. «Лев Матвеевич Зелёный (к 70-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 188, № 9, с. 909-910 (2018)

Ветров А.А., Данилов Д.А., Комиссаров С.С., Коцюбинский Т.Д., Сергушичев А.Н. «Двухволновый метод восстановления сигнала в волоконно-оптическом датчике на основе интерферометра Фабри–Перо» Оптический журнал, 85, № 2, с. 55-59 (2018)

Предложен метод восстановления сигнала в волоконно-оптическом датчике на основе интерферометра Фабри–Перо, использующий два канала с различными значениями длины волны, подобранной таким образом, чтобы сдвиг фаз сигналов в этих каналах составлял π/2. Приведены примеры применимости метода для восстановления сигналов в акустических и вибрационных датчиках. Показано значительное увеличение динамического диапазона регистрируемых перемещений в таких датчиках за счёт использования предложенного метода по сравнению с одноволновым вариантом. Ключевые слова: волоконная оптика, волоконный интерферометр Фабри–Перо, виброакустический датчик, динамический диапазон.

Кочетков Ю.М. «Фундаментальные тензоры газовой динамики» Двигатель, № 1, с. 24-26 (2015)

Показано, что математический аппарат, построенный на базе теории тензоров, позволяет наиболее полно, компактно и взаимосвязано по отношению к ведущим параметрам описывать сложнейшие турбулентные течения реальных жидкостей и газов. На примере потенциальных потоков продемонстрирован физический смысл тензора Князева.

Кочетков Ю.М. «Уравнение энергии и условия совместности с термодинамикой» Двигатель, № 6, с. 42-44 (2015)

С учетом введения тензора Князева в аксиоматику гидродинамики и перехода к полевым переменным, уравнение движения Навье–Стокса не изменилось, но потребовалось уточнение уравнения энергии с целью совместности его с требованиями термодинамики. Сформулирована теорема Крокко для вязких сжимаемых течений, на основании которой получено уравнение энергии для сверхзвуковых течений.

Кочетков Ю.М. «Равнение энергии и условия совместности с термодинамикой» Двигатель, № 1, с. 30-32 (2016)

Из условий соответствия законам молекулярной физики получен новый фундаментальный молекулярно-кинетический тензор, однозначно определяющий производную импульса потока. Объяснен смысл динамического тензора Князева, как некоторого молекулярно-кинетического потенциала импульса.

Кочетков Ю.М. «Фундаментальный тензор собственных частот» Двигатель, № 2, с. 20-22 (2016)

Введен в практику газодинамического анализа новый фундаментальный тензор собственных частот. Записано в тензорном виде уравнение движения для автоколебательных процессов применительно к исследованию неустойчивости в ракетном двигателе.

Кочетков Ю.М. «Вывод уравнения импульсов из начал термодинамики» Двигатель, № 3, с. 20-23 (2016)

Получено новое уравнение импульсов для вязких сжимаемых сред, учитывающее различные механизмы воздействия на термодинамические системы. Анализируется новое слагаемое, полученное при выводе и определяющее кинетический режим.

Кочетков Ю.М. «Реновация второго начала и новый идеальный цикл» Двигатель, № 5, с. 28-30 (2017)

Представлена новая формулировка второго Начала термодинамики в виде большого неравенства основных теплохимических свойств. Предложен идеальный термодинамический цикл, учитывающий в отличие от цикла Карно свойства газов. Определены границы существования понятия энтропии (Rμ и Сv).

Кочетков Ю.М. «Четвертое начало термодинамики или первое начало термогазодинамики» Двигатель, № 4-5, с. 24-26 (2016)

Полученное новое уравнение импульсов по сравнению с уравнением Навье–Стокса содержит дополнительный член, отражающий релаксационный процесс и описывается законом действующих масс.

Кочетков Ю.М. «Базис-определяющие тензоры термогазодинамики» Двигатель, № 3, с. 38-39 (2017)

Введены шесть базис-определяющих тензоров термогазодинамики. Показано, что каждому тензору соответствует физическая характеристика термодинамики, газовой динамики или термохимии. Определяющей характеристикой в процессах, связанных с молекулярным переносом, является энтропия и зависящая от неё связанная энергия, входящая в базис-определяющие тензоры.

Кочетков Ю.М. «Энтропийные потоки и коэффициенты переноса» Двигатель, № 4, с. 23-25 (2017)

Получено аналитическое выражение для энтропии газового потока и методами молекулярно-кинетической теории показана её прямая зависимость от дисперсии функции распределения молекул по скоростям. Подробно рассмотрены вопросы энтропийных потоков и предложены рабочие формулы для расчетов энтропийных потоков и энтропийных скоростей. Сделаны уточнения в формулах для расчетов переносных свойств с учетом энтропийных эффектов.

Кочетков Ю.М. «Вихри Тейлора–Гёртлера» Двигатель, № 3, с. 24-27 (2014)

Получены новые экспериментальные обобщения по течениям с вихрями Тейлора–Гёртлера. Объяснён механизм образования вихрей Тейлора–Гёртлера как возникновение бифуркации при ударе потока о стенку. На базе экспериментальных и теоретических заключений получены количественные соотношения для параметров течения Тейлора–Гёртлера.

Кочетков Ю.М. «Торсионные жгуты» Двигатель, № 4, с. 22-24 (2014)

Установлен новый газодинамический эффект, заключающийся в экспериментальном получении торсионных жгутов. Дано объяснение появления торсионных жгутов как результата деформации вихрей Тейлора–Гёртлера при переходе течения в безградиентное

Кочетков Ю.М. «Турбулентность Бенара» Двигатель, № 5, с. 32-34 (2014)

Проанализирован принцип самоорганизации устойчивых гидродинамических структур. Изложен механизм самоорганизации вихрей Бенара. Показана возможность существования устойчивых непрерывных и дискретных турбулентных образований.

Кочетков Ю.М. «Турбулентность и математическое доказательство её невозможности в сверхзвуковом потоке» Двигатель, № 3, с. 12-15 (2018)

Получены новые уравнения для описания турбулентного процесса в двигателях летательных аппаратов (ЖРД, РДТТ и др.). Отмечены области появления турбулентности в дозвуковом и сверхзвуковом потоках. Доказана теорема о невозможности существования турбулентности в сверхзвуковых потоках. Показано, что в сверхзвуковом сопле могут образовываться дозвуковые зоны, где турбулентность возможна (пристеночные отрывные течения, ударные волны и др.).

Кочетков Ю.М. «Неравновесные пристенные течения в двигателях летательных аппаратов» Двигатель, № 1, с. 32-34 (2018)

Записано в дифференциальной форме неравновесное уравнение движения в пределе, переходящее в уравнение Навье–Стокса. Для пристенной вязкой области записано уравнение движения в неравновесной постановке, позволяющее решать задачи теплообмена и вязкого трения на поверхностях стенок камер и сопел ракетных двигателей.

Кочетков Ю.М. «Неравновесные пристенные течения в двигателях летательных аппаратов» Двигатель, № 2, с. 10-13 (2018)

Получено главное уравнение колебательного звена, справедливое для условий любой колебательной системы, работающей на вязком сжимаемом рабочем теле (камера ЖРД, полости ТНА, трубы Ранка–Хилша и др.). Получены критерии появления неустойчивости, с помощью которых можно прогнозировать ее наступление, и разработана методика прогноза неустойчивости в тепловых турбомашинах.

Кочетков Ю.М. «Опыты Куренкова и фундаментальные уравнения двухфазной газовой динамики сверхзвуковых сопел» Двигатель, № 2, с. 30-33 (2015)

Установлен факт насыщения кривой распределения частиц вдоль оси сверхзвукового сопла и показано, что двухфазный сверхзвуковой поток является монодисперсным. Разработаны фундаментальные уравнения для расчета двухфазного потока в сверхзвуковом сопле.

Кочетков Ю.М. «Современная парадигма или картина Репина "Приплыли"» Двигатель, № 4, с. 66-69 (2015)

Традиционная двигательная наука не учитывает основные физические особенности процессов в РД и требует пересмотра. Предложены новые подходы к решению основных задач газовой динамики, профилирования и неустойчивости.

Кочетков Ю.М. «Фундаментальное граничное условие сопровождения и новая постановка краевой задачи вязкой газовой динамики» Двигатель, № 5, с. 30-32 (2015)

Сформулировано граничное условие "сопровождения" на оси вязкого сжимаемого потока для внутренних течений в камерах сгорания и соплах. Дана математическая формулировка краевой задачи для вязкого сжимаемого ламинарного течения жидкостей и газов в камерах сгорания, соплах РД и каналах с внутренними течениями.

Кочетков Ю.М. «Закон Пси от Кси» Двигатель, № 2, с. 112-115 (2017)

Введена универсальная функция, описывающая процессы насыщения – нормальная функция насыщения, которая может быть использована в различных областях, в том числе для описания неравновесных процессов в ракетных двигателях. С помощью этой функции доказана Н-теорема Больцмана и определено понятие энтропии как дисперсии функции распределения.

Кочетков Ю.М., Бажанов А.И. «Турбулентность Солнечной системы» Двигатель, № 3, с. 32-35 (2016)

Предпринята попытка объединить процессы, происходящие в микромире и Космосе, и проиллюстрировать это на конкретных примерах, полученных при исследовании Солнечной системы.

Бажанов А.И., Кочетков Ю.М. «Турбулентность газовых гигантов» Двигатель, № 6, с. 32-35 (2016)

Космос является уникальной газодинамической лабораторией, в которой, как нигде на Земле, воспроизводятся экстремальные параметры и где можно наблюдать воочию великолепные турбулентные состояния атмосферы планет, их динамику и взаимопревращения. Газодинамические картины Космоса удивляют, обескураживают и даже пугают. Процессы в атмосферах планет и их спутников превышают мыслимые и немыслимые параметры газодинамических процессов, происходящих только может быть в камерах ЖРД, РДТТ или ЯРД. Анализ уникальных явлений позволил обобщить некоторые фундаментальные теоретические понятия.

Кочетков Ю.М. «Тензоры и хаос» Двигатель, № 6, с. 12-14 (2017)

Изложено новое представление о хаосе как универсальной упорядоченной структуре с неизменными детерминированными свойствами. Описание хаоса идентифицируется с помощью математического объекта – тензора и с помощью оператора дивергенция показана его эволюция в пространстве. Установлено, что временная зависимость конфигурации хаоса определяется граничными и начальными условиями. С научной точки зрения объяснена "Тепловая жизнь Вселенной".

Кочетков Ю.М., Бажанов А.И. «Турбулентность Ранка–Хилша. Инверсионный и дискретный клубковый вихри Ишаева» Двигатель, № 4-5, с. 48-50 (2016)

Представлена структура течений в трубах Ранка–Хилша при различных соотношениях стратифицированных течений. Обнаружены новые вихревые эффекты и разработаны теоретические подходы для их описания.

Кирпичников В.Ю., Кощеев А.П., Смольников В.Ю., Сятковский А.И. «Экспериментальные исследования эффективности тонкого армированного вибропоглощающего покрытия на основе полимерной пленки ВПС» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 1, с. 99-104 (2018)

Экспериментальные исследования эффективности армированного вибропоглощающего покрытия (ВПП) с использованием однородной пластины (модели ячейки конструкции). Рассмотрены варианты облицовки пластины листами покрытия, имеющими неодинаковые размеры. Определение разницы уровней вибровозбудимости и значений коэффициента потерь колебательной энергии в пластине при отсутствии и наличии ВПП. Эффективность покрытия зависит от размера его листов, оказывающих непосредственное влияние на интенсивность колебательных процессов в армирующем и диссипативном слоях. В диапазоне низших резонансных частот изгибных колебаний пластины эффективность облицовки единым листом больше эффективности при нанесении покрытия малогабаритными листами. Показана высокая эффективность тонкого армированного ВПП на основе полимерной пленки. Практическое значение работы состоит в возможности применения испытанного ВПП для уменьшения уровней вибрации конструкций в широком диапазоне частот.

Калугин М.Д., Корчагова В.Н., Крапошин М.В., Марчевский И.К., Морева В.С. «Использование инструментов анализа больших данных при решении задач газовой динамики и акустики» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 3, с. 32-47 (2018)

Рассмотрены вопросы обработки и анализа больших объемов данных, возникающих при численном моделировании процессов гидрогазодинамики и акустики в крупных промышленных установках. Представлены оценки объема обрабатываемых данных на примере задачи расчета течения и акустических нагрузок при старте ракеты-носителя. Для сокращения используемого объема памяти предложено применять технологию обработки и сжатия данных Proper Orthogonal Decomposition, с помощью которой выявляют наиболее "энергоемкие" моды исходных данных. Возможности этого подхода, реализованного с применением фреймворка Apache Spark, продемонстрированы на тестовой задаче распространения акустических волн в одномерной и двумерной постановках. Объем данных, необходимый для восстановления решения с приемлемой погрешностью порядка 1%, удалось сократить в 30 раз в одномерном случае и в 160 раз в двумерном.

Евдокимов И.Е., Епихин А.С., Калугин М.Д., Крапошин М.В. «Открытая библиотека для численного моделирования шума в дальнем поле» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 147-148 (2016)

В докладе сообщается текущее состояние разработки библиотеки с открытым исходным кодом libAcoustics для конечно-объёмного программного комплекса вычислительной гидродинамики OpenFOAM. К настоящему времени основные усилия разработчиков сосредоточены на создании базовых задач для тестирования версий библиотеки и возможной отработки специальных решателей и граничных условий, которые могут быть реализованы в OpenFOAM в перспективе. Рассматриваемые тестовые задачи включают в себя ряд простейших тестов, имеющих аналитическое решение: Одномерный домен, реализующий передачу гармонической волны для сравнения с решениями волнового уравнения, особенно в случае границы раздела двух сред (многофазные задачи); Одномерный домен, являющийся сильно упрощённой реализацией монополя – пульсирующей сферы, для тестирования численных схем; Двумерный домен, реализующий циклическую симметрию для моделирования сферы, колеблющейся вдоль одной оси (диполь). Данная задача может быть полезна как для тестирования численных схем, так и для тестирования решателей и библиотеки libAcoustics. Двумерный домен, реализующий циклическую симметрию для моделирования поршня в стенке. Данная реализация монополя может быть использована как для тестирования решателей (особенно, при использовании точных решений в ближнем поле). так и для тестирования библиотеки. На текущий момент в библиотеке реализована акустическая аналогия Кёрла для расчета шума, создаваемого обтекаемыми поверхностями при дозвуковом обтекании тела.

Хузина Ф.Р., Салиева М.С., Красильников В.А., Набиуллин А.Р. «Начальный этап истечения вскипающей жидкости из полубесконечного канала. Решение в виде волны Римана» Инженерно-физический журнал, 91, № 4, с. 1016-1021 (2018)

Обсуждается теория волн Римана, которая используется в работе для описания начального этапа опорожнения трубчатого канала, заполненного вскипающей жидкостью, приведены основные уравнения, описывающие течение вскипающей жидкости. Построена математическая модель истечения вскипающей жидкости из трубчатого канала в случае разгерметизации канала на одном конце. Получены автомодельные решения процесса истечения для начального этапа, когда силы гидравлического трения несущественны.

Бендерский Л.А., Крашенинников С.Ю. «Определение местоположения источников шума дозвуковой струи с помощью RANS/ILES-метода» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 54-57 (2016)

Одна из важных задач расчета струйных течений для практических приложений состоит в определении шума струи, а также в исследовании влияния различных факторов на ее шум. Одним из инструментов, способных дать детальное представление о структуре течения, является I.ES. Однако на сегодняшний момент, по оценкам . использование метода LES для совместного расчета течения в сопле и струи с помощью LES требует порядка 40·10⁹ расчетных ячеек. Использование различных комбинированных подходов, например RANS/ILES-метода высокого разрешения , позволяет снизить эти требования и получать хорошее соответствие с экспериментом при расчете струйных течений даже при относительно больших числах Рейнольдса. В работах большое внимание было обращено на сравнение расчетов с экспериментальными данными, как по характеристикам течения, так и по шуму в дальнем поле струй. Полученное хорошее соответствие по шуму в дальнем поле струй говорит о возможно правильном описании механизмов шумообразования в струе. Цель данной работы определить расположение источников шума в струе на основе данных расчета струи с помощью RANS/ILES-метода .

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К., Токталиев П.Д. «Исследование переходных процессов во внутренних и внешних течениях с локальной закруткой потока» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 115 (2018)

На примере нескольких турбулентных течений, реализующихся в элементах авиационного двигателя, на основе численного моделирования методами URANS/DES/LES. проведен анализ переходных процессов. приводящих к существованию в поле течения глобальных устойчивых динамических неоднородностей. Рассмотрены примеры дозвукового отрывного течения в S-образном кольцевом переходном канале, течения вблизи мотогондолы при работе воздухозаборника над поверхностью аэродрома, течения в затопленной закрученной струе за завихрительным устройством. Во всех этих случаях устойчивой квазистационарной формой течения являются течения с регулярными динамическими неоднородностями в окружном направлении – прецессия потока в случае закрученной струи, круговые области пониженного давления в переходном канале, вихревая нить под воздухозаборником. В работе рассмотрены фазы развития неустойчивости в окружном направлении для каждого из рассмотренных течений и соответствующие этим фазам газодинамические структуры. Предпринята попытка уточнения на основе проведенного анализа основных критериев устойчивости глобально или локально закрученных течений.

Крашенинников С.Ю., Пудовиков Д.Е. «Вихревое течение от аэродромной поверхности на вход в ТРД. Модель торнадо и смерча» Двигатель, № 4-5, с. 2-6 (2016)

Анализируется вихревое течение, возникающее при работе воздушно реактивного двигателя вблизи аэродромной поверхности, сопровождающееся забрасыванием на вход в двигатель крупных частиц. Проведено вычислительное моделирование рассматриваемого газодинамического процесса на основе численных расчётов течения и траекторий частиц. Определены основные свойства рассматриваемого явления. На основании полученных данных предлагаются уточняющие пояснения для природных явлений типа торнадо и смерчей.

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К. «Теория Лайтхилла и результаты исследования шумообразования в турбулентных струях» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 109-114 (2018)

Основные положения теории Лайтхилла, касаются процесса шумообразования при распространении дозвуковой турбулентной струи в неподвижной среде того же состава. что и вещество струн. Примером определения связи акустических пульсаций в звуковом поле струи с гидродинамическими является акустическая аналогия Лайтхилла. Система уравнений Навье–Стокса преобразуется таким образом, что для пульсаций плотности в акустическом поле получается волновое уравнение

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К., Токталиев П.Д. «Исследование возможности создания акустических актуаторов для управления потоком в закрученной струе» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 207 (2018)

Ранее было показано, что закрученные струи, используемые в подавляющем большинстве камер сгорания ГТД для интенсификации смешения и стабилизации горения могут быть при определенных условиях восприимчивы к малым внешним воздействиям, как газодинамического. так и акустического типа. Известно, что режимы течения, характеризующиеся глобальной неустойчивостью закрученной струи соответствуют параметру закрутки S∼1 и не используются в качестве рабочих в камерах сгорания. Однако, наличие регулярного периодического движения среды (в частном случае прецессии), обладающего набором собственных частот, даже при S>1 приводит к возможности существования в струе резонансных и интерференционных явлений. В настоящей работе проведено расчетно-экспериментальное исследование резонансных и интерференционных явлений в закрученной струе при S>1 и внешнем акустическом воздействии. а также анализ возможности создания использующих эти явления акустических актуаторов для активного управления характеристиками закрученной струи – в первую очередь длиной зоны обратных токов и профилями скорости в слоях смешения.

Бендерский Л.А., Крашенинников С.Ю., Миронов А.К. «О турбулентном смешении и шумообразовании в струях по результатам экспериментов и вычислительного моделирования» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 58-64 (2016)

Установившееся представление о турбулентном смешении в струях, как о процессе, подобном обменным процессам, происходящим под действием градиентов концентрации, температуры и т.п. противоречит результатам отдельных экспериментальных и расчётных исследований.

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.

Криксин Ю.А., Тишкин В.Ф. «Гибридный подход к решению одномерных уравнений газовой динамики» Математическое моделирование, 30, № 8, с. 17-31 (2018)

Для решения одномерных газодинамических задач предлагается гибридный подход, в котором в областях изоэнтропического течения идеального газа вместо уравнения энергии решается уравнение для энтропии. Сравниваются результаты численных расчётов некоторых модельных задач, полученные классическим методом Годунова и алгоритмом на основе гибридного подхода.

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

Крицкий Б.С., Миргазов Р.М. «О влиянии балансировки на акустические характеристики несущего винта» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 175-177 (2016)

Проектирование несущего винта вертолета является сложной, многокритериальной задачей. Учитывая специфику работы вертолета. НВ должен проектироваться с учетом основных режимов его работы, таких как режим висения и крейсерский режим. На каждом режиме, в зависимости от параметров полета и внешних условий необходима балансировка вертолета. Как правило, она осуществляется за счет циклического управления несущим винтом. Таким образом, возникает рад задач при создании новой компоновки несущего винта вертолета: выбор схемы вертолёта, проектирование лопасти и др. Необходимо, чтобы полученная компоновка была оптимальна по аэродинамическим и акустическим характеристикам. Из различных зарубежных и отечественных источников установлено, что расчет акустических характеристик требуется большое количество вычислительных ресурсов и времени. На начальном этапе проектирования, где требуется проведение широких параметрических исследований по компоновкам и режимам, целесообразно применять упрощенные подходы к определению аэродинамических и акустических характеристик несущего винта.

Воронцов А.В., Годзиашвили Г.Ю., Кротенко В.Ю., Лысенко В.А. «Методика измерений эквивалентного радиуса пассивного гидроакустического ненаправленного отражателя» Гидроакустика, № 34, с. 82-86 (2018)

Описана методика измерений радиуса пассивного гидроакустического ненаправленного отражателя. Приведена структурная схема приемопередающего тракта для проведения измерений по разработанной методике.

Белый В.Н., Кулак Г.В., Крох Г.В., Ропот П.И., Шакин О.В. «Двукратная брэгговская дифракция бесселевых световых пучков на ультразвуке в одноосных гиротропных кристаллах» Журнал прикладной спектроскопии, 85, № 4, с. 673-678 (2018)

Теоретически и экспериментально исследована неколлинеарная двукратная акустооптическая дифракция бесселевых световых пучков на ультразвуке в одноосных гиротропных кристаллах. Установлено, что при распространении бесселевого светового пучка вдоль оптической оси кристалла дифрагированные световые пучки ±1-го порядка располагаются симметрично относительно падающего и имеют примерно одинаковую интенсивность. При падении светового бесселева пучка под углом Брэгга и вблизи оптической оси также наблюдается двукратная брэгговская дифракция, однако интенсивности дифрагированных пучков +1-го и +2-го порядков значительно различаются.

Кулак Г.В., Крох Г.В., Ропот П.И., Шакин О.В. «Влияние светоиндуцированных решеток на акустооптическое взаимодействие бесселевых световых пучков в одноосных гиротропных кристаллах» Оптический журнал, 84, № 2, с. 103–109 (2017)

Ипагов М.С., Копьев В.Ф., Круглякова А.Е., Остриков Н.Н., Яковец М.А. «Экспериментальное исследование в заглушенной камере различий диаграмм направленности излучения звука из открытого конца воздухозаборника при моделировании условий статических испытаний и полета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 197-201 (2018)

Численное моделирование, выполненное ранее, продемонстрировало существенное различие в диаграммах направленности излучения акустических мод из воздухозаборника при работе в статическом режиме (реализуется только всасывающий поток без спутного потока) по сравнению е режимом полета (одновременно реализуется всасывающий и спутный потоки). Было показано, что существенное изменение направленности излучения является результатом комбинированного действия эффектов дифракции и рефракции вблизи открытого конца канала, вызванных сильной неоднородностью всасываемого потока в статических условиях. Настоящая работа направлена па экспериментальное исследование указанного эффекта, для чего в заглушенной камере АК-2 была собрана установка (схема и фотография собранной установки представлены на рисунке), состоящая из маломасштабной модели воздухозаборника, в которой азимутальные вращающиеся моды генерируются с помощью 12-ти акустических драйверов, установленных заподлицо на внутренней поверхности канала с равномерным шагом в азимутальном направлении, радиального вентилятора Веза ВРАН6-6,3 для создания всасывающего потока внутри канала модели воздухозаборника, воздуховода внутреннего диаметра 200 мм, совпадающего с диаметром канала модели воздухозаборника. секций ЗПК для глушения шума вентилятора.

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.

Богданов В.И., Кувтырев Д.В., Хаталин Д.С. «Исследования реактивного сопла ВРД с резонатором – усилителем тяги» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 47 (2018)

Можно ожидать значительного увеличения тяговой эффективности реактивного двигателя при пульсирующем высоконестационарном истечении газа из сопла. Источником высокочастотных колебаний газа в истекающей струе является сферический газодинамический резонатор – усилитель тяги реактивного двигателя. По экспериментальным данным (НТЦ имени А. Люльки) прирост тяги в резонаторе при определенном сочетании механико-геометрических соотношений в потоке, в сравнении е тягой идеального сопла с полным расширением, может достигать 100%.Такое увеличение тяговой эффективности происходит вследствие возрастания усилия на тяговых стенках в результате присоединения дополнительных масс газа, как в основной струе. так и из окружающей среды. В работе представлены результаты расчетных исследований сопла ВРД с резонатором с привлечением современных методов численного анализа и подходов к моделированию и разрешению турбулентности. Исследуется влияние внешнего обтекания на интегральные характеристики сопла и на структуру течения в сопле. Полученные предварительные результаты расчетов позволяют сделать вывод об эффективности применения резонатора в соплах ВРД в качестве усилителя тяги.

Кугушев Е.И., Левин М.А., Попова Т.В «О механических системах с быстро вибрирующими связями» Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика, № 4, с. 29-34 (2018)

Рассматривается натуральная лагранжева система, на которую наложена дополнительная голономная нестационарная связь, причем зависимость от времени входит в эту связь через параметр, совершающий быстрые периодические колебания. Такую связь будем называть вибрирующей. Получены уравнения движения системы с вибрирующей связью в форме уравнений Гамильтона. Показано, что структура гамильтониана системы имеет специальный вид, удобный для вывода усредненных уравнений. Использование метода усреднения позволяет получить предельные уравнения движения системы при стремлении частоты вибраций к бесконечности и доказать равномерную сходимость решений уравнений Гамильтона к решениям предельных уравнений на конечном отрезке времени. Приводятся примеры.

Жакина А.Х., Шур В.Я., Кудайберген Г.К., Волегов А.С., Кузнецов Д.К. «Влияние ультразвуковой обработки на морфологию поверхности и магнитные свойства магнитоактивных соединений» Журнал физической химии, 91, № 11, с. 1893-1897 (2017)

Представлены результаты исследования морфологии поверхности и магнитных свойств магнитоактивных соединений, полученные методом in situ с и без использования ультразвуковой обработки.

Хотяновский Д.В., Кудрявцев А.Н. «Прямое численное моделирование взаимодействия ударной волны с переходным пограничным слоем» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 213-215 (2018)

Проведено численное исследование влияния нестационарных возмущений в переходном сверхзвуковом пограничном слое на плоской пластине на взаимодействие течения с падающим косым скачком уплотнения.

Кудрявцев А.Н., Хотяновский Д.В. «Прямое численное моделирование перехода к турбулентности в сверхзвуковых пограничных слоях» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 178-182 (2016)

Численно моделируется развитие неустойчивости и переход к турбулентности в сверхзвуковых пограничных слоях на плоской пластине при числах Маха набегающего потока М=2 и 6. Для аппроксимации конвективных членов уравнений Навье–Стокса применяется WENO схема 5-го порядка точности, диффузионные члены уравнений вычисляются с помощью центральных разностей 4-го порядка па компактном шаблоне. Расчеты ведутся в вычислительной области, входная граница которой находится на некотором расстоянии от передней кромки пластины

Кудрявцев А.Н., Хотяновский Д.В. «Численное моделирование нестационарных эффектов шероховатости поверхности в сверхзвуковом пограничном слое» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 183-185 (2016)

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на возникновение и развитие турбулентности в пограничном слое, является присутствие шероховатости на поверхности летательного аппарата. Наличие шероховатости может способствовать более раннему ламинарно-турбулентному переход). и как следствие, приводить к значительному увеличению сопротивления. снижению эффективности двигателей и органов управления, а также повышенному нагреву при высоких сверхзвуковых скоростях полета. Неустойчивость течения в следе за одиночной шероховатостью исследовалась экспериментально и численно . Было показано, что искажение среднего течения на элементе шероховатости характеризуется долгоживущими продольными полосчатыми структурами, которые могут вызывать появление неустойчивостей, не существующих в отсутствие элемента шероховатости. В данной работе на основе прямого численного моделирования проводится детальное исследование нестационарных явлений в пограничном слое за распределенной шероховатостью на поверхности тела, их влияния на возбуждение неустойчивости пограничного слоя и переход к турбулентности. Расчеты проводятся с помощью кода CFS3D для численного решения уравнений Навье–Стокса и его гибридной CPU/GPU CUDA версии HyCFS. Они позволяют надежно проводить сквозной счет течений с сильными ударными волнами и. в то же время, с высокой точностью моделировать нестационарные волновые процессы, такие как акустика, турбулентность и волны гидродинамической неустойчивости. Имеющиеся параллельные программы позволяют с высокой эффективностью производить моделирование на сетках с десятками и сотнями миллионов расчетных ячеек на вычислительных кластерах с распределенной памятью, компьютерах с графическими сопроцессорами и гибридных кластерах.

Кудрявцев А.Н., Хотяновский Д.В. «Численное исследование развития возмущений, генерируемых элементами шероховатости, при сверхзвуковом обтекании затупленного конуса» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 116-119 (2018)

Проведено прямое численное моделирование влияния отделы) элементов шероховатости и распределенной шероховатости на среди течение и генерацию возмущений в сверхзвуковом пограничном слое на сферически затупленном конусе при числе Маха М = 6. Моделирование выполнено в трехмерной расчетной области над криволинейной поверхностью затупленного конуса. Граничные условия па входной и внешней границах трехмерной расчетной области задаются с использованием данных, полученных из предварительного осесимметричного расчета стационарного среднего течения. Типичный размер области по азимуту варьировался в пределах от 15 до 30 градусов. Вблизи входного сечения расчет области на поверхности конуса размещены элементы шероховатости. Рассматривается шероховатость двух различных типов: в виде отдельно элемента или группы элементов заданной формы и размера, а также распределенная шероховатость, которая моделируется несколькими десятка

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.

Даньков Б.Н., Кудряшов И.Ю., Луцкий А.Е. «Численные исследования трансзвуковых перестроек течения и пульсаций давления при обтекании тел с изломами поверхности» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 128-131 (2016)

При запуске современных космических аппаратов широко используются ракеты-носители с надкалиберными головными частями, диаметр которых превосходит диаметр основной части корпуса. В процессе разгона ракеты режим обтекания меняется от существенно дозвукового до сверхзвукового. Свойства течений около таких объектов, особенно на трансзвуковых режимах, являются весьма сложными и исследованы к настоящему времени далеко не в полном объеме. В работах представлены результаты экспериментальных исследований, выполненных в ФГУП ЦНИИМАШ. Было показано, что при изменении числа Маха набегающего потока в диапазоне М=0.8–1.3 происходит существенная перестройка структуры течения. Процесс перестройки течения при увеличении числа Маха набегающего потока вызван возникновением и развитием на поверхности конусо цилиндрического тела области сверхзвукового течения. Особое значение имеет ее критическая стадия. Эта стадия характеризуется спонтанным качественным изменением структуры течения от одного устойчивого состояния к другому, наличием аэродинамического гистерезиса и нестационарностью. Характер перестройки обуславливается, прежде всего, наличием зоны отрыва пограничного слоя, резкое изменение размеров, формы и положения ко торой, а также интенсивности связанных с этой зоной скачков уплотнения может привести к существенному изменению локальных стационарных, но, главным образом, к значительному росту нестационарных аэродинамических нагрузок. Численное исследование таких течений является весьма актуальной задачей как с теоретической, так и практической точек зрения. С другой стороны, отмеченные свойства течения (взаимодействие ударной волны q пограничным слоем, свободный отрыв с гладкой поверхности и отрыв за точкой излома) определяют сложность задачи численного моделирования и высокие требования к используемым алгоритмам. В работе представлены результаты численных исследований турбулентного обтекания цилиндрического надкалиберного тела с изломом на носовой части и обратным уступом, проведенных с использованием нестационарных уравнений Рейнольдса в двумерной постановке, замыкаемых моделью турбулентности Menter SST.

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.

Пинаев А.В., Кузавов В.Т., Кедринский В.К. «Структура ударных волн в ближней зоне при взрыве пространственных зарядов в воздухе» Прикладная механика и техническая физика, № 5, с. 81-90 (2000)

Определены профили и величины давления в ударных волнах при взрыве в воздухе сферических, линейных и пространственных зарядов типа витка объемной спирали, плоских кольцевых витков и спиралей Архимеда различной длины. При взрыве колец и спиралей вдоль направления их осей вблизи зарядов регистрируется сложная структура волнового поля в виде последовательности нескольких ударных волн, наблюдаются более слабое затухание ударных волн с расстоянием и амплитуды давления в 2–3 раза выше, чем в случае со сферическим зарядом той же массы. Установлено, что увеличение длины плоской спирали не приводит к росту максимального давления в ударной волне на расстояниях порядка нескольких шагов спирали от ее плоскости. С удалением от пространственных зарядов различной формы, но одинаковой массы значения давлений во фронте ударных волн совпадают и асимптотически стремятся к значениям параметров сферического взрыва при существенном увеличении длительности излученного пространственным зарядом волнового пакета. Приведены зависимости для оценки амплитуд давления ударных волн в ближней зоне взрыва.

Кузелев М.В., Рухадзе А.А. «Волны в неоднородной плазме и в неоднородных потоках жидкости и газа. Аналогии между электродинамическими и газодинамическими явлениями» Успехи физических наук, 188, № 9, с. 831-848 (2018)

Рассмотрены плазменные и гидродинамические явления, между которыми прослеживается достаточно глубокая аналогия. Исследованы поверхностные волны неоднородного слоя плазмы и неоднородного потока несжимаемой жидкости; неустойчивости тангенциального разрыва неоднородного газового потока и неустойчивости отрицательной массы плазмы с пучком электронов; излучательные черенковские неустойчивости электронного пучка в плазме и газового потока в газе; неустойчивости потоков плазмы и потоков несжимаемой жидкости с неоднородными профилями скорости. Особое внимание уделено бесстолкновительному затуханию поверхностных волн в плазме. Показано, что аналогичное затухание поверхностных волн в газовых потоках отсутствует.

Бондур В.Г., Котюков М.М., Кузнецов В.Д., Маров М.Я., Месяц Г.А., Панасюк М.И., Петрукович А.А., Сергеев А.М., Сюняев Р.А., Трубников Г.В., Фортов В.Е., Хохлов А.Р. «Лев Матвеевич Зелёный (к 70-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 188, № 9, с. 909-910 (2018)

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Переселков С.А. «Голографический метод обнаружения, оценки расстояния и радиальной скорости шумового источника с использованием векторно-скалярного приемника» Гидроакустика, № 34, с. 26-38 (2018)

Применительно к мелкому морю исследуется эффективность голографического (интерферометрического) метода обнаружения, оценки координат и скорости движения широкополосного источника с использованием векторно-скалярного приемника. Показано, что нормированная голограмма (спектрограмма), представляющая собой двумерное преобразование Фурье интерференционной картины, подобна для всех четырех векторно-скалярных составляющих звукового поля и их комбинаций, что позволяет их совместно использовать для повышения помехоустойчивости. Результаты натурного эксперимента в мелком море с применением векторно-скалярного приемника подтверждают эту возможность.

Жакина А.Х., Шур В.Я., Кудайберген Г.К., Волегов А.С., Кузнецов Д.К. «Влияние ультразвуковой обработки на морфологию поверхности и магнитные свойства магнитоактивных соединений» Журнал физической химии, 91, № 11, с. 1893-1897 (2017)

Представлены результаты исследования морфологии поверхности и магнитных свойств магнитоактивных соединений, полученные методом in situ с и без использования ультразвуковой обработки.

Кузнецов М.Ю., Поляничко В.И., Убарчук И.А., Сыроваткин Е.В. «Влияние гидроакустического шума судна на эхоинтеграционные оценки запасов рыб и уловистость учетного трала (на примере минтая Охотского моря)» Известия ТИНРО (Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра), 190, с. 85-101 (2017)

Ранее были получены оценки уловистости минтая учетным тралом РТ/ТМ 57/360 по результатам акустических измерений плотности скопления рыб в слое траления под судном. Показано, что при таком подходе не учитывается реакция рыб на шумовое поле впереди судна. Кроме этого, искажение естественного распределения рыб на пути судна может служить источником погрешности и эхоинтеграционной оценки запасов. Представлены результаты экспериментов по оценке реакции рыб на шум судна с использованием автономного плавучего буя со встроенным научным эхолотом. Дистанции реагирования минтая на шум судна составили от 140 до 180 м, что соответствует расчетной (150 м) и согласуется с модельными оценками. Характерно более сильное уменьшение суммарной плотности (рассеяние) скоплений в верхних горизонтах. Заглубление рыб при приближении судна вызывает последовательное увеличение плотности их скопления в более глубоком слое. В диапазоне глубин 0–100 м отношение плотности скопления минтая к фоновой в точке максимального сближения с судном составило 0,56, т.е. недоучет численности этих рыб эхоинтеграционным методом может превышать 40%. На глубинах 100–200 м за счет заглубления рыб уменьшение суммарной плотности скопления было менее значимо: К_изб=0,86. Скорости рыб в шумовом поле судна на порядок выше, чем при их естественных вертикальных миграциях, что является показателем сильного раздражающего воздействия шума. Выявлены различия и сходство экспериментальной и модельной оценок изменения плотности скопления минтая во время прохода судна. Получены оценки результирующего (сквозного) коэффициента уловистости учетного трала РТ/ТМ 57/360 в зависимости от глубины, в которых суммируется избегание рыбами шумового поля впереди судна и уловистость самого трала. Значения коэффициента уловистости варьируют от 0,01 в приповерхностных горизонтах до 0,85 на дистанциях реагирования минтая.

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.

Голубев А.Ю., Кузнецов С.В. «Пространственно-временная структура полей пристеночных пульсаций давления при обтекании уступа» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 180-183 (2018)

Пульсации давления на поверхности фюзеляжа являются существенным источником шума внутри пассажирского самолёта, гак как их воздействие на обшивку вызывает колебания упругой конструкции, сопровождающиеся излучением звука в салон. В то же время, жёсткие ограничения размеров и массы бортовой конструкции предъявляют крайне высокие требования к задаче оптимизации её звукоизоляционных характеристик. В связи с этим, для снижения шума в салоне летательного аппарата необходим точный учёт структуры полей пристеночных пульсаций давления. Для поля пристеночных пульсаций давления турбулентного пограничного слоя на гладкой поверхности с малыми градиентами среднего давления в акустическом отделении ЦАГИ в результате обобщения экспериментальных данных серии летных и лабораторных исследований были построены основные соотношения, позволяющие определять характеристики ноля на обтекаемой поверхности. Однако особенности конструктивного исполнения летательных аппаратов приводят к тому, что помимо однородного поля пульсаций давления невозмущённого безградиентного пограничного слоя, на обтекаемой поверхности формируются дополнительные возмущения. Одним из источников такого рода возмущений являются локальные отрывные течения, формирующиеся при обтекании поверхностных неоднородностей. Основные характеристики дополнительных возмущений изменяются по пространству в существенно большей степени, чем характеристики пульсаций давления невозмущённого пограничного слоя.

Поленюк В.В., Кузнецов Ю.А., Сорокин М.А. «Слуховые способности рыб возможность использования акустических сигналов для управления их поведением на промысле» Труды Дальневосточного государственного технического университета. (ранее "Труды Дальневосточного политехнического института им. В.В. Куйбышева"), № 128, с. 34-42 (2018)

Рассматриваются вопросы ответственности слуховых структур за восприятие и ориентацию рыб в естественных и промысловых условиях; определяются параметры стимулирующего воздействия биологически значимых акустических сигналов; предлагается акустический излучатель «Корюшка», предназначенный для концентрации рыб в зоне действия орудий лова; дана сравнительная оценка колебаний изменяющейся интенсивности сигнала излучателя АИК с частотой колебаний, возникающих при движении рыб.

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Переселков С.А. «Голографический метод обнаружения, оценки расстояния и радиальной скорости шумового источника с использованием векторно-скалярного приемника» Гидроакустика, № 34, с. 26-38 (2018)

Применительно к мелкому морю исследуется эффективность голографического (интерферометрического) метода обнаружения, оценки координат и скорости движения широкополосного источника с использованием векторно-скалярного приемника. Показано, что нормированная голограмма (спектрограмма), представляющая собой двумерное преобразование Фурье интерференционной картины, подобна для всех четырех векторно-скалярных составляющих звукового поля и их комбинаций, что позволяет их совместно использовать для повышения помехоустойчивости. Результаты натурного эксперимента в мелком море с применением векторно-скалярного приемника подтверждают эту возможность.

Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеев И.В., Ткаченко С.А. «Метод определения местоположения малошумного источника звука» Вестник Воронежского государственного университета (ВГУ). Серия Физика. Математика, № 2, с. 53-63 (2018)

На основе интерферометрического метода локализации источника звука рассмотрено пеленгование шумового источника с использованием двух векторноскалярных приемников. Интерферометрический метод базируется на двукратном преобразовании Фурье интерференционной картины, формируемой во время движения шумового источника в океаническом волноводе. В основе пеленгования лежит отношение абсолютных значений максимумов функций обнаружений с использованием x-й составляющей колебательной скорости и комбинационной компоненты, равной произведению x-й и y-й составляющих. Предложенное в работе правило знаков, основанное на использовании очищенных от помех интерферограмм, позволяет выбрать однозначное направление на источник. Существенным преимуществом предложенного метода пеленгования является отсутствие необходимости знаний о характере шумового сигнала источника, распределенной помехи и передаточной функции волновода. Точность пеленгования ограничена предельным входным отношением с/п. В работе оценена помехоустойчивость метода. Приведены результаты численного эксперимента

Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. «Определение частот резонанса и антирезонанса пьезокерамического пластинчатого преобразователя на основании частотной характеристики его входного электрического импеданса» Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", № 2, с. 56-61 (2018)

Рассматривается пьезокерамическая пластина, нагруженная с одной стороны на водную сред и свободная с другой стороны. На основании расчета частотной характеристики входного электрического импеданса определяются частоты резонанса и антирезонанса. Обсуждается смысл этих терминов, приводятся результаты расчетов этих величин в зависимости от квадрата коэффициента электромеханической связи пьезокерамики. Указывается на возможность иного подхода к определению частот резонанса и антирезонанса, в зависимости от того, какая физическая величина является определяющей при работе преобразователя. В данной статье такой величиной является входной электрический импеданс, определяющий ток, протекающий через преобразователь. Другой возможный подход состоит в рассмотрении механической величины – колебательной скорости на рабочей грани пластины (т. е. на «выходе» преобразователя), что в схеме-аналоге является «током», проходящим через сопротивление излучения. Приводятся некоторые сравнительные данные для двух указанных подходов. Показано, что результаты, хотя и отличаются, но незначительно.

Коновалов Р.С., Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. «Об определении длительности и амплитуды зондирующего импульса на выходе пьезопреобразователя с учетом его конструктивных особенностей» Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", № 5, с. 75-81 (2018)

Рассматривается пластинчатый пьезокерамический преобразователь, нагруженный через систему переходных слоев на твердую среду. Наличие переходных слоев обусловлено необходимостью создания акустического контакта между объектом контроля и преобразователем (слой 1), применением протектора (слой 2) и присутствием клеевого соединения между излучающей поверхностью пластины и протектором (слой 3). Тыльная сторона пластины контактирует с демпфером. На основе методики, предложенной в предшествующих работах авторов, изложен алгоритм расчета частотной характеристики преобразователя и проведено исследование импульсного режима работы излучателя в предположении, что активный элемент возбуждается импульсом электрического напряжения в виде одного полупериода синусоиды на частоте антирезонанса пластины. Осуществлены оценочные расчеты толщин слоев для конкретной рабочей частоты преобразователя, на основании чего выполнены расчеты для ряда волновых толщин слоев, реально встречающихся в практике ультразвукового контроля. Расчеты проведены в широком диапазоне значений удельного акустического импеданса протектора.

Кузьмин Н.М., Мусцевой В.В., Храпов С.С. «Гидродинамический механизм формирования и коллимации струй в молодых звездных объектах» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 20, № 6, с. 51-62 (2017)

Представлены результаты численного гидродинамического моделирования эволюции ударных оболочек в молодых звездных объектах. Показано, что в процессе расширения такой оболочки внутри нее посредством развития последовательности «выброс–тор–торнадо–джет» формируется медленно вращающаяся сверхзвуковая коллимированная струя, сформированная из вещества околозвездного диска. Механизм возникновения и коллимации струйного течения является чисто гидродинамическим и основывается на выполнении закона сохранения углового момента; он должен работать для всех аккреционно-струйных систем, а наличие дополнительных факторов (например, магнитных полей) способно модифицировать такой механизм, но не устранить его.

Белый В.Н., Кулак Г.В., Крох Г.В., Ропот П.И., Шакин О.В. «Двукратная брэгговская дифракция бесселевых световых пучков на ультразвуке в одноосных гиротропных кристаллах» Журнал прикладной спектроскопии, 85, № 4, с. 673-678 (2018)

Теоретически и экспериментально исследована неколлинеарная двукратная акустооптическая дифракция бесселевых световых пучков на ультразвуке в одноосных гиротропных кристаллах. Установлено, что при распространении бесселевого светового пучка вдоль оптической оси кристалла дифрагированные световые пучки ±1-го порядка располагаются симметрично относительно падающего и имеют примерно одинаковую интенсивность. При падении светового бесселева пучка под углом Брэгга и вблизи оптической оси также наблюдается двукратная брэгговская дифракция, однако интенсивности дифрагированных пучков +1-го и +2-го порядков значительно различаются.

Кулак Г.В., Крох Г.В., Ропот П.И., Шакин О.В. «Влияние светоиндуцированных решеток на акустооптическое взаимодействие бесселевых световых пучков в одноосных гиротропных кристаллах» Оптический журнал, 84, № 2, с. 103–109 (2017)

Барсук В.Е., Степанова Л.Н., Чернова В.В., Кулешов В.К. «Акустико-эмиссионный контроль дефектов при циклическом нагружении образцов из углепластика с ударными повреждениями» Конструкции из композиционных материалов, № 1, с. 69-75 (2018)

Выполнен акустико-эмиссионный (АЭ) контроль дефектов при циклическом нагружении образцов из углепластиков Т700 и Т800 с концентраторами напряжения в виде отверстия и ударного повреждения. Проанализированы основные информативные параметры сигналов АЭ, локализованных в области разрушения в режиме реального времени, и их зависимости от нагрузки. Экспериментально установлены значения основных параметров, характеризующие процесс расслоения материала образцов как с отверстием, так и с ударным повреждением.

Кумакшев С.А. «Гравитационно-приливная модель колебаний полюсов Земли» Механика твердого тела, № 2, с. 48-53 (2018)

На основе анализа солнечных и лунных гравитационных моментов построена вязкоупругая модель Эйлера–Лиувилля колебаний полюса Земли. Модель основана на учете данных о фигуре Земли и физических процессах и не предполагает использование методов математической подгонки, например, на основе полиномов. В рамках модели чандлеровская частота имеет смысл основной собственной частоты колебаний механической системы, а годичная частота трактуется как частота вынуждающей силы. Выяснен тонкий механизм возбуждений колебаний, основанный на комбинации собственных и вынужденных частот. Модель имеет всего шесть параметров, находимых по экспериментальным данным МСВЗ методом наименьших квадратов. Полученный прогноз имеет высокую точность на интервале нескольких лет.

Губанов Д.А., Запрягаев В.И., Киселев Н.П., Кундасев С.Г., Пивоваров А.А. «Экспериментальное исследование течения в двухконтурной сверхзвуковой струе» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 118-121 (2016)

Представлено описание оборудования, конструкция модельного двухконтурного сопла и результаты экспериментального исследования структуры струйного течения. Данные эксперимента включают визуализацию поля течения и результаты измерения методом PIV. а также результаты зондирования поля течения микроприемником полной) давления и распределение давления по внутреннему контуру сопла. Приведены результаты измерения величины и спектрального состава пульсаций массового расхода с использованием проволочного термоанемометра.

Курашкин К.В. «О способе ультразвукового контроля механических напряжений» Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 84, № 7, с. 62-66 (2018)

Рассмотрен способ ультразвукового контроля механических напряжений, учитывающий неоднородность структуры материала и не требующий разгрузки конструкции или использования образцов эталонов. Способ основан на измерении эхо-методом времен распространения объемных упругих волн и определении относительных величин v₃₁ и v₃₂, связанных со структурой материала и механическими напряжениями. Установлено, что в катаном материале между параметрами v₃₁ и v₃₂ в отсутствие механических напряжений существует линейная связь, которая нарушается в присутствии напряжений. На базе данного эффекта построен способ определения разности главных напряжений. Показаны основные отличия разработанного способа от известных методов ультразвукового контроля напряжений, теоретически обоснован эффект, позволяющий учитывать неоднородность структуры материала, приведен пример апробации. На основе выражений для скоростей распространения объемных упругих волн в ортотропном материале, состоящем из кубических кристаллитов, и допущении о наличии сформировавшейся при прокатке металла простой пропорциональной связи между коэффициентами функции распределения ориентировок получено аналитическое выражение, которое описывает связь между параметрами v₃₁ и v₃₂ в отсутствие механических напряжений. Приведены результаты математического моделирования, которые подтверждают экспериментально наблюдаемую линейную связь между параметрами v₃₁ и v₃₂ в отсутствие механических напряжений. Приведен пример использования способа для определения остаточных напряжений в стальной сварной пластине. Проведено сравнение результатов ультразвуковых и электротензометрических измерений. Отмечены особенности описанного способа определения напряжений и обозначены границы применимости.

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.

Куроедов А.А., Борисов Д.М., Семёнов П.А. «Определение акустической проводимости зоны горения безметальных и металлизированных энергетических конденсированных систем» Труды Московского авиационного института, № 98, http://trudymai.ru/published.php?ID=90088 (2018)

Представлена конструкция импульсной Т-камеры для определения акустической проводимости зоны горения энергетических конденсированных систем. В качестве устройств генерации возмущений давления используются вспомогательные камеры с разрывными мембранами. Конструкция установки позволяет варьировать частоту реализуемых возмущений и рабочее давление в Т-камере. Представлены результаты измерений для низкотемпературных безметальных и высокотемпературных металлизированных составов. Проводится сравнение акустической проводимости и функции отклика зоны горения по давлению исследуемых составов с аналогами.

Босняков С.М., Горбушин А.Р., Курсаков И.А., Матяш С.В., Михайлов С.В., Чевагин А.Ф. «О точности экспериментальных данных для валидации вычислительных методов» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 82-84 (2016)

Аэродинамическая труба (АДТ) является основным инструментом для получения высококачественных экспериментальных данных. Она имеет элементы, которые существенно влияют на результаты испытаний, например, поддерживающие устройства, канал перед моделью, отклоняемые стенки рабочей части, форкамеру. сопло и т.д. Пренебрежение этими устройствами приводит к тому, что сопоставление расчетных и экспериментальных данных дает некорректный результат. На практике применяются АДТ различного типа. В каждом отдельном случае необходим подход, учитывающий специфические особенности экспериментальной установки и технологии проведения эксперимента в этой установке. Основное внимание уделяется трансзвуковой АДТ типа Т-128 с перфорированными стенками и дозвуковой АД Г типа Т-104 с открытой рабочей частью. Известно, что расчетные программы, реализующие трехмерные подходы. работают на пределе возможностей имеющихся в наличии ЭВМ. Этим обусловлен тот факт, что, как правило, вычислительная методология тесно привязана к возможностям вычислительной системы с целью максимальной оптимизации ее ресурсов. В настоящее время появляются современные кластеры с сотнями и тысячами процессоров. Существенным фактором является многократное уменьшение стоимости подобных систем. Это позволяет организовать валидацию расчетных методологий на принципиально новом уровне. Приведены оценки, характеризующие требования различных фирм-разработчиков авиационной техники к точности экспериментальных и расчетных данных. Обсуждается влияние различных факторов на величину погрешностей. В частности, показано, что даже такие «несущественные» явления, как изменение температуры тензометрических весов или пренебрежение высотой установки датчиков для измерения параметров потока в рабочей части АДТ могут приводить к заметным ошибкам, которые влияют на результаты валидации расчетных методов.

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.

Беляев И.В., Берсенев Ю.В., Бурдаков Р.В., Ершов В.В., Кустов О.Ю., Пальчиковский В.В., Вискова Т.А. «Измерения азимутальных мод с помощью решетки микрофонов в ограниченном диапазоне углов'» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 50-52 (2016)

Измерения азимутальных мод достаточно распространены в аэроакустике и выполняются как для звуковых полей внутри каналов, так и в свободном пространстве. Для этих измерений в основном применяются микрофонные решетки на вращающейся траверсе или круговые стационарные. Однако существуют практические ситуации, когда азимутальные моды должны измеряться в условиях, нс допускающих установку микрофонов в диапазоне азимутальных углов. Поэтому данная работа посвящена проблеме возможности определения азимутальных мод с помощью микрофонной решетки, которая состоит из микрофонов, расположенных в ограниченном диапазоне углов вместо полной окружности.

Синер А.А., Храмцов И.В., Кустов О.Ю., Федотов Е.С. «Математическая модель многослойной звукопоглощающей конструкции на основе вычислительного эксперимента» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 148 (2018)

Представлена математическая модель двухслойной и трехслойной звукопоглощающей конструкции основанная на решек полных нестационарных уравнений Навье–Стокса с помощью коммерческого пакета ANSYS Fluent. Для верификации математической модели выполняются расчеты одиночной ячейки двух- и трехслойной конструкции, установленной в акустический интерферометр. Выполненные расчеты показывают результаты очень близкие к результатам эксперимента, как по коэффициенту поглощения, так и по акустическому импедансу. В работе исследуется влияние особенностей постановки задачи на результаты расчета коэффициента поглощения и акустического импеданса. Расчеты выполняются при различных уровнях звукового давления на поверхности образца: 130, 140.150 дБ.

Храмцов И.В., Кустов О.Ю., Федотов Е.С., Синер А.А. «Численное моделирование механизмов гашения звука в ячейке звукопоглощающей конструкции» Акустический журнал, 64, № 4, с. 508-514 (2018)

Численное моделирование акустических процессов в интерферометре при высоких уровнях акустического давления представляет собой один из способов исследования процессов снижения шума образцами звукопоглощающих конструкций (ЗПК). В ходе исследований использовался образец ЗПК, представляющий собой одиночный резонатор Гельмгольца круглой формы. Исследования проводились при уровнях звукового давления 110, 130, 140 и 150 дБ. За основу были взяты результаты, полученные на интерферометре с нормальным падением волн. При расчетах использовались системы линеаризованных и полных уравнений Навье–Стокса. Результаты, полученные с помощью линеаризованных уравнений Навье–Стокса, позволяют достаточно точно определить акустические характеристики образца на линейных режимах работы. Использование полной системы уравнений Навье–Стокса с учетом сжимаемости позволило получить хорошее качественное и количественное совпадение с экспериментом при высоких уровнях акустического давления.

Копьев В.Ф., Храмцов И.В., Зайцев М.Ю., Черенкова Е.С., Кустов О.Ю., Пальчиковский В.В. «Параметрическое исследование шума вихревых колец различного диаметра» Акустический журнал, 64, № 4, с. 499-507 (2018)

Разработана методика исследования аэроакустических параметров вихревых колец разного диаметра в заглушенной камере. Исследованы траектории движения вихревых колец, создаваемых поршневым генератором с сопловыми насадками разных диаметров выходного сечения. Проведен спектральный анализ шума вихревых колец при их различном удалении от сопловых насадков для различных диаметров. Впервые получены зависимости основной частоты излучения от времени движения кольца в безразмерном виде. Приведенные данные о шуме турбулентных вихревых колец позволяют сделать вывод об одинаковом механизме излучения звука кольцами разных диаметров и скоростей.

Кустов О.Ю. «О влиянии геометрических погрешностей при создании 3D-образцов ЗПК на их акустические характеристики» Научно-технический вестник Поволжья, № 8, с. 21-23 (2018)

На основе технологии SD-печати созданы образцы звукопоглощающих конструкций из abs-пластика с двумя разными размерами стандартных сотовых ячеек и пластины со степенью перфорации 5, 7 и 11%. Образцы сравнивались с сотовыми образцами из стеклопластика и алюминия, совместно с перфорированными композитными пластинами с идентичными отверстиями и степенями перфорации. Акустические характеристики определялись на интерферометре с нормальным падением волн.

Кустов О.Ю., Синер А.А., Федотов Е.С., Храмцов И.В. «Определение импеданса резонатора Гельмгольца с помощью численного моделирования» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 186-188 (2016)

Шум. распространяющийся по внешним контурам авиационного двигателя, подавляется за счет облицовывания стенок каналов звукопоглощающими конструкциями (ЗПК). Степень снижения шума зависит от общей площади ЗПК и ее акустической эффективности. Возможны различные варианты увеличения эффективности звукопоглощения 3ПK. Одним из способов оценки и изучения процессов такой эффективности является численный эксперимент. Для проведения экспериментальных исследований в Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ПНИПУ была разработана установка "Интерферометр с нормальным падением волн". Отличительной особенностью установки от аналогов известных мировых производителей. которые ориентированы на строительную акустику, является наличие массивной импедансной трубы, позволяющей реализовывать уровни акустического давления до 160 дБ. что характерно для каналов авиационных двигателей. В интерферометре определение характеристик ЗПК основано на двух микрофонном методе. Метод является наиболее распространенным и стандартизованным. Численное моделирование основывалось на прямом решении системы уравнений Навье–Стокса (DNS) с учётом сжимаемости. В качестве геометрической модели использовалась внутренняя область интерферометра. которая представляют собой цилиндрическую трубу с резонатором Гельмгольца на одном конце и высокочастотный драйвер (динамик) на другом. Для упрощения была принята осесимметричная постановка, которая значительно сокращает требуемые ресурсы и время расчёта.

Баракос Дж.Н., Батраков Л.С., Боженко А.Н., Гарипова Л.И., Кусюмов А.Н., Михайлов С.А., Пахов В.В., Степанов Р.П. «Создание базы данных акустических экспериментальных исследований модели изолированного несущего винта вертолета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 41-44 (2016)

Представлены результаты экспериментальных исследований. полученные в аэродинамической трубе Т-1К КНИТУ-КАИ (Казань), модифицированной для акустических исследований. Вокруг открытой рабочей части трубы была построена акустическая камера для данных измерений.

Куц Ю.В., Лысенко Ю.Ю., Редька М.А., Близнюк Е.Д. «Применение круговых статистик для обнаружения сигнала ультразвукового неразрушающего контроля» Техническая диагностика и неразрушающий контроль, № 2, с. 32-36 (2018)

Рассмотрен метод обнаружения сигналов ультразвукового неразрушающего контроля на фоне аддитивного гауссового шума. Метод основан на анализе круговой дисперсии, которая определяется фазовой характеристикой исследуемого сигнала, и не требует априорной информации о параметрах модели сигнала ультразвукового неразрушающего контроля. Приведены результаты моделирования процесса обнаружения сигналов ультразвукового неразрушающего контроля на фоне шума.

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.