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

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

Родионов А.В., Тагирова И.Ю. «Искусственная вязкость в методах сквозного счета для борьбы с численной неустойчивостью типа "карбункул»» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 212-213 (2016)

Многие популярные методы сквозного счета, базирующиеся на точном или приближенном решении задачи Римана (например, схема Годунова. схема Роу, схема HLLC). подвержены феномену «карбункула», который также называют ударно-волновой неустойчивостью. Известные методы решения этой проблемы не являются универсальными: они ориентируются только на методы приближенного решения задачи Римана и представляют собой либо их модификации, либо их различные комбинации в зависимости от локальных условий течения. Авторами работы был предложен новый метод решения проблемы «карбункула», являющийся внешним по отношению к конкретной схеме и не меняющий алгоритм расчета «невязких» потоков. Идея метода заключается в следующем: на фронте УВ в базовый метод решения уравнений Эйлера добавляется некоторое количество диссипации в форме правых частей уравнений Навье–Стокcа, но с заменой коэффициента молекулярной вязкости на коэффициент искусственной вязкости. Предложенное выражение для коэффициента искусственной вязкости согласуется с . но имеет отличительные черты: обобщение на многомерность, введение «пороговой» величины и добавление искусственной теплопроводности. Новый подход к подавлению «карбункуле-неустойчивости находит свое развитие: используемая ранее формула для коэффициента искусственной вязкости корректируется, на модельных задачах типа задачи Керка выбираются входящие в нее свободные коэффициенты и проводится всестороннее тестирование нового метода.

Тактаров Н.Г., Храмова Н.А., Рунова О.А. «Поступательно-колебательное движение сферического пористого тела в вязкой жидкости» Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки, № 1, с. 60-71 (2018)

Актуальность и цели. Изучение движения твердых тел, как сплошных, так и пористых, в вязкой жидкости представляет значительный интерес в связи с разнообразными приложениями в технологических процессах, а также при изучении природных явлений. В работе исследовано влияние поступательно-колебательного движения сферического пористого тела в вязкой жидкости на течение этой жидкости. Материалы и методы. Для решения задачи используются методы математической физики, а также численные методы. Задача решается в неподвижной сферической системе координат, начало которой в данный момент времени совпадает с центром сферы. Результаты. Определены поля скоростей жидкости внутри и вне пористого тела. Построены линии тока жидкости. Выводы. Показано, что поля скоростей и линии тока жидкости при движении сферического пористого тела значительно отличаются от таковых в случае движения сплошного (непроницаемого) твердого тела.

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.

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

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

Белевитин В.А., Бражникова Е.В., Вольхин А.И., Тарелкин А.К. «Бесконтактный автоматический контроль уровня жидкости по ультразвуковому методу Н.И. Бражникова с применением антисимметричной нормальной волны» Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, № 10, с. 37-40 (2005)

Рассмотрены основные характеристики бесконтактного автоматического контроля уровня жидкости при возбуждении антисимметричной нормальной волны в стенке гидрорезервуара. Приводятся экспериментальные результаты распространения ультразвуковых волн в звукопроводах, стенке гидрорезервуара и контролируемых жидкостях.

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.

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.

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.

Нигматуллин Р.З., Терентьева Л.В. «Моделирование тонального шума турбины низкого давления с использованием разделения акустических мод» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 142-145 (2018)

Метод расчета тонального шума, генерируемого турбиной низкого давления, основан на численном интегрировании системы эрехмерных нестационарных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса (URANS). Полученное в результате расчета поле пульсаций давления преобразуется методами частотно-модального анализа, что позволяет получить тональные характеристики шума, генерируемого в выходном сечении турбины.

Терехов В.И., Пахомов М.А., Чичиндаев А.В. «Влияние испарения жидких капель на распределение параметров в двухкомпонентном ламинарном потоке» Прикладная механика и техническая физика, № 6, с. 68-77 (2000)

Разработана модель расчета и выполнено численное исследование тепло- и массообменных характеристик в ламинарном воздушно-парокапельном потоке, движущемся в круглой трубе. Получены распределения параметров двухфазного потока по радиусу трубы при вариации исходных концентраций газовой фазы. Проведено сравнение расчетов тепло- и массообмена с экспериментальными данными и расчетами других авторов. Показано, что испарение капель в парогазовом потоке приводит к интенсификации теплоотдачи по сравнению с однокомпонентным парокапельным потоком и однофазным течением пара.

Бендерский Л.А., Любимов Д.А., Терехова А.А. «Применение RANS/ILES метода для исследования влияния дросселирования и синтетических струй на спектральные свойства и уровень пульсаций давления в воздухозаборнике силовой установки, интегрированной с планером самолета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 172-176 (2018)

При разработке перспективных ЛА рассматриваются различные варианты интеграции силовой установки с планером летательного аппарата. Как правило, рассматриваются силовые установки, расположенные в хвостовой части планера или на крыле. Близкое расположение воздухозаборника к планеру самолета приводит к тому, что на вход воздухозаборника попадает толстый пограничный слой, который образовался на элементах планера. Это. в свою очередь, вызывает большую неравномерность течения в самом воздухозаборнике и на выходе из него.

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.

Суворов Д.А., Жуков Р.А., Тетерюков Д.О. «Локализация источников звука на основе данных с массива микрофонов с помощью нейросетевой регрессии» Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева, 74, № 1, с. 52-61 (2018)

Жуков Р.А., Суворов Д.А., Тетерюков Д.О., Осеков С.С., Мозговой М.В., Волков А.В. «Конструирование подсистемы ввода сигнала на основе массива микрофонов с цифровым интерфейсом» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 3, с. 70-82 (2018)

Рассмотрены вопросы создания системы захвата многоканального звука для дальнейшего использования в системе распознавания речи на расстоянии на примере разработки массива из восьми MEMS-микрофонов. Проведен сравнительный анализ подходов к решению задачи захвата звука, в которых применяют массивы аналоговых и цифровых микрофонов. Разработана и изготовлена система захвата звука, основанная на PDM-to-DFSDM-преобразовании, решетке цифровых MEMS-микрофонов с PDM-интерфейсом и новейшей линейке контроллеров фирмы ST архитектуры ARM Cortex-M. Экспериментально проверена работоспособность созданной системы аппаратно-синхронизированного захвата звука с восьмиканального массива микрофонов и ее пригодность для локализации источников звука и формирования диаграммы направленности перед распознаванием речи.

Тешуков В.М. «Кинетическая модель пузырькового течения» Прикладная механика и техническая физика, № 5, с. 130-139 (2000)

Для описания процессов коллективного взаимодействия газовых пузырьков, движущихся в идеальной несжимаемой жидкости, используется кинетический подход, основанный на приближенном вычислении потенциала течения жидкости и формулировке системы уравнений Гамильтона для обобщенных координат и импульсов пузырьков. Выведены кинетические уравнения, описывающие эволюцию функции распределения пузырьков, близкие к уравнениям Власова.

Мищеряков Р.А., Соколов И.П., Тимошенков В.Г. «Оценка работы гидролокатора в условиях априорной неопределённости при неизвестной группе событий» Гидроакустика, № 34, с. 55-61 (2018)

Рассматривается полная группа событий, возникающих при работе гидролокатора освещения ближней обстановки. Показано, что в условиях априорной неопределённости и при наличии совместных событий использование методов обнаружения и классификации на основе байесовских критериев не всегда оправдано.

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

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

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

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

Аксенов А.А., 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).

Титарев В.А. «Разработка параллельного решателя для численного моделирования аэроакустики винта с пилоном» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 156 (2018)

В НИО-9 ЦАГИ ведется разработка собственного параллельного пакета программ, позволяющего исследовать аэродинамику и аэроакустику различных самолетных винтовых конфигураций с использованием неструктурированных сеток и неявных разностных схем второго порядка аппроксимации. В программном комплексе реализована гибридная двухуровневая модель параллельных вычислений, позволяющий проводить расчеты на системах с большим числом ядер. До недавнего времени основные имеющиеся результаты относились к решению уравнений Эйлера сжимаемого газа. В настоящей работе строится численный метод решения нестационарных уравнений Навье–Стокса сжимаемого газа для многозонных вращающихся сеток. Основными новыми элементами метода являются алгоритмы аппроксимации численных потоков и модификация неявной схемы итераций в псевдо-времени на стыках вращающихся областей. Программная реализация метода существенно усложняется, так как для расчета потоков необходимо создавать дополнительные связи между областями, а также обмениваться значениями макроскопических переменных и правых частей схемы. В докладе будут представлены результаты расчетов для одиночных и биротативных винтов на системах Торнадо и Петастрим, установленных в МСЦ РАН и СКЦ СПбПУ с использованием десятков тысяч гиперпотоков.

Беляев И.В., Еременко В.О., Титарев В.А. «Использование массивно-параллельных супер-ЭВМ в задачах численного моделирования аэроакустики винтов» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 53 (2016)

В НИО-9 ЦАГИ ведется разработка собственного аэроакустического параллельного пакета программ, позволяющего исследовать различные винтовые конфигурации с точки зрения как шума на местности, так и шума в салоне. Отличительными особенностями создаваемого комплекса программ являются совместимость с коммерческими программами построения структурированных и неструктурированных сеток, реализация разностных схем высокого порядка аппроксимации, моделирование течения на произвольном количестве вращающихся сеток, что позволяет перейти к моделированию конфигураций два ротора+пилон и два ротора+пилон+крыло. В настоящей работе обсуждается адаптация пакета программ для проведения расчетов па современных массивно-параллельных суперЭВМ с большим числом ядер / гиперпотоков на узел , таких как РСК Торнадо (56 гиперпотоков на узел) и РСК Петастрим (240 гиперпотоков на узел). СуперЭВМ данного типа являются одним из этапов построения компьютеров экзафлопного диапазона. В программном комплексе реализована гибридная двухуровневая модель параллельных вычислений, в которой в пределах одного узла кластера используется технология ОрепМР. в то время как обмен между узлами осуществляется с помощью MPI. Неявная схема дискретизации по времени, используемая в расчетах, адаптирована для проведения расчетов на большом количестве нитей. Представлены результаты расчетов для одиночных и биротативных винтов на системах Торнадо и Петастрим, установленных в МСЦ РАН и СКЦ СПбПУ с использованием десятков тысяч логических процессоров.

Ремшев Е.Ю., Данилин Г.А., Титов А.В., Ермоленков П.А. «Контроль технологических и эксплуатационных свойств изделий из титановых сплавов методом акустической эмиссии» Труды Московского авиационного института, № 99, http://trudymai.ru/published.php?ID=91824 (2018)

Основными эксплуатационными свойствами пружин являются прочность, релаксационная стойкость и высокие упругие характеристики. Существующая методика оценки релаксационной стойкости тарельчатых пружин, заключается в построении релаксационной кривой по результатам измерений силы до и после циклических нагрузок. Недостатками существующей методики является: оценка релаксационной стойкости выборочной партии пружин; отсутствие возможности прогнозирования релаксационных свойств каждой пружины на длительный срок эксплуатации; значительная трудоемкость и энергозатраты, связанные с осуществлением контроля. Для оценки важнейших показателей по надежности и долговечности, неизменности основных характеристик, а также релаксационной стойкости на длительный период эксплуатации до 25–30 лет интерес представляют неразрушающие методы контроля, в том числе метод акустической эмиссии.

Голых Р.Н., Боброва Г.А., Хмелёв В.Н., Нестеров В.А., Титов Г.А., Доровских Р.С. «Модель кавитационной интенсификации обменной химической реакции» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 22-26 (2018)

Представлена феноменологическая модель кавитационной интенсификации химических реакций в высокоинтенсивном ультразвуковом поле. В основе предложенной модели лежит статистический подход, который заключается в оценке константы скорости химической реакции, усредненной по объему. Усреднение проводится по объему, который намного больше, чем объем кавитационного пузырька, в котором микроскопическое значение постоянной зависит от ударного волнового давления при коллапсе кавитационных пузырьков. Константа скорости химической реакции зависит от давления и рассчитывается с использованием распределения скоростей молекул Максвелла и вероятности события, что энергия молекулы больше энергии активации для данной реакции. Численный анализ модели показал, что ультразвуковое воздействие повышает эффективность химических реакций в 1,5 раза.

Титов Е.М. «Коррекция инерциальных навигационных систем с помощью акустических данных» Труды Дальневосточного государственного технического университета. (ранее "Труды Дальневосточного политехнического института им. В.В. Куйбышева"), № 133, с. 8-10 (2018)

Предлагается способ уточнения координат, полученных с помощью инерциальных навигационных систем подводных аппаратов, используя акустические данные. Предложенный метод позволяет осуществлять коррекцию с помощью акустического разреза слоев дна.

Титов С.А. «Применение плоских импульсных акустических волн в устройствах с фазированными решетками для ультразвуковой визуализации в слоистых средах» Письма в Журнал технической физики, 44, № 16, с. 41-47 (2018)

Предложен метод построения ультразвуковых изображений в слоистых средах, основанный на излучении и приеме под различными углами плоских импульсных волн. При прохождении через набор слоев плоские импульсные волны не меняют своей формы и направления в области визуализации, поэтому в предлагаемом методе отсутствует необходимость детального рассмотрения распространения волн в промежуточных слоях. Показано, что в отсутствие априорной информации о толщинах и акустических параметрах этих слоев или результатов их измерения метод позволяет получать изображения с пространственным разрешением, соответствующим теоретическому пределу.

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.

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

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

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.

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.

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.

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.

Рукавишников В.А., Ткаченко О.П. «Численное и асимптотическое решение уравнений распространения гидроупругих колебаний в изогнутом трубопроводе» Прикладная механика и техническая физика, № 6, с. 161-169 (2000)

На основе уравнений движения оболочки и жидкости построена математическая модель распространения гидроупругих волн в трубопроводе. Предложен метод перехода к двумерным уравнениям, получены асимптотические формулы для их решений. Проведены численные расчеты модельной задачи и сравнение с данными других авторов. Полученные результаты позволяют рассчитывать распространение волн давления при произвольных (в рамках сделанных предположений) формах осевой линии трубопровода и могут быть использованы при разработке систем диагностики состояния трубопроводов.

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

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.

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.

Токталиев П.Д., Миронов Л.К. «Расчетно-экспериментальное исследование характеристик акустического поля закрученной струи» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 228-229 (2016)

Большинство современных камер сгорания турбореактивных авиационных двигателей используют закрутку потока за фронтовой плитой для интенсификации смешения, однако, ряд закономерностей, в том числе условия и механизм вторичной потери устойчивости закрученной струей, до сих пор остаются не определенными в полной мере. Исследования закрученных турбулентных струй показывают, что при интенсивности закрутки больше единицы, закрученная струя создаёт интенсивное акустическое излучение в виде дискретных тонов. В отличие от обычной турбулентной струи, шум которой является широкополосным, закрученная струя, создает тональный шум. Таким образом, закрученная струя представляет собой удобный объект исследования акустического поля, поскольку в спектре пульсаций давления и скорости имеется выраженная частота. В работе, в продолжение ранних работ, представлены результаты расчетов и экспериментов аэродинамических и акустических характеристик затопленной закрученной струей с умеренным значением параметра закрутки. Расчеты выполнены с использованием гибридного RANS-LES подхода – модификации метода отсоединенных вихрей (Improved Delayed Detached Eddy Simulation-IDDES) . Для расчета шума в дальнем поле использована интегральная формулировка метода Фокса–Вильямса–Хокингса. В работе проанализирована зависимость результатов расчетов от геометрических характеристик присоединенной области. Также проведен сравнительный анализ влияния формулировок описания пристеночной области в IDDES на амплитудные и фазовые характеристики пульсаций давления и скорости в ближнем поле струи. Для верификации расчетов проведены экспериментальное исследование структуры течения и акустического поля закрученной струи с высокой интенсивностью закрутки. Исследованы осредненные и нестационарные характеристики течения в струе. Исследование проведено на основе термоанемометрических. микрофонных и PIV моголов измерений скорости и пульсаций скорости и давления.

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.

Толипов Х.Б. «Измерение толщины тонких плёнок с использованием гармонических антисимметричных волн Лэмба» Измерительная техника, № 6, с. 70-72 (2018)

Предложен метод измерения толщины тонких плёнок в микрометровом диапазоне с использованием акустических волн. Метод основан на нелинейной зависимости антисимметричных гармонических волн Лэмба от толщины зондируемого материала. Рассмотрены погрешности измерений толщины тонких плёнок с применением бесконтактного электромагнитоакустического преобразователя акустической волны.

Толмачев В.Н. «Пространственная корреляция передаточной функции акустического поля в океане» Труды Дальневосточного государственного технического университета. (ранее "Труды Дальневосточного политехнического института им. В.В. Куйбышева"), № 130, с. 211-214 (2018)

Рассматривая интерференционные явления в океаническом волноводе можно анализировать модель прохождения сигналов через линейный фильтр с определенной передаточной характеристикой, корреляционные свойства которой рассматриваются в этой работе.

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.

Толочко Н.К., Челединов А.Н. «Кинетические закономерности ультразвуковой очистки деталей машин от загрязнений» Вестник машиностроения, № 6, с. 69-73 (2018)

Экспериментальными и теоретическими исследованиями кинетики ультразвуковой очистки установлено, что неравномерное удаление загрязнения во времени обусловлено неоднородностью его структуры по толщине слоя, а также изменением активности кавитации в результате накопления фрагментов загрязнения в моющей жидкости.

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.

Борзов П.А., Филиппов С.Е., Тополов В.Ю., Брыль О.Е., Панич А.Е. «Электромеханические свойства и акустические характеристики композита сегнетопьезокерамика–корундовая керамика–воздух» Нано- и микросистемная техника, 20, № 7, с. 415-424 (2018)

Исследованы эффективные электромеханические свойства композита типа 3-0, в состав которого входят сегнетопьезокерамика ЦТС-19, плотная корундовая керамика (объемная концентрация 0,05<m_c<0,18) и воздух. Установлены практически равные объемные концентрации корундовых включений и воздушных пор, что существенно влияет на свойства композита, его коэффициенты электромеханической связи и скорости распространения звука в нем. Эффективные параметры интерпретированы в рамках модели "композит в композите" с элементами связности 3-0.

Рычков В.Н., Топчиян М.Е., Мещеряков А.А., Пинаков В.И. «Использование высоких давлений для решения задач гиперзвуковой аэродинамики» Прикладная механика и техническая физика, № 5, с. 103-114 (2000)

Дано физическое обоснование использования высоких давлений в гиперзвуковом аэродинамическом эксперименте. Приведены результаты расчетов чисел Маха и Рейнольдса, достижимых на линии конденсации газа, в зависимости от температуры и давления в форкамере. Рассмотрены и описаны подходы к решению проблем проектирования установок сверхвысокого давления, реализующих истечение с давлениями до 20 тыс. атм, таких как остановка поршня первой ступени в точке максимального давления, подавление силы реакции, обеспечение уплотнения движущегося поршня, снижение сил трения в уплотнениях. Рассматриваемые принципы применены в реально действующей установке.

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

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

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.

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

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

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

Деров М.Н., Трофимов М.В., Гарькушев А.Ю. «Избыточная удельная механическая энергия потока воздуха как основной оценочный параметр разрушения зданий и сооружений» Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 7-8, с. 35-39 (2018)

Представлена взаимосвязь между величиной избыточной удельной механической энергии потока воздуха и вероятностью разрушения (повреждения) зданий и сооружений, что позволит применять энергию потока воздуха не только для оценки степени поражения живой силы, но и для оценки нанесения повреждений механическим системам как основной оценочный параметр. Статья опирается на новые экспериментальные данные, полученные авторами при исследовании экстремальных процессов в воздушном пространстве. Выводы могут быть использованы при моделировании чрезвычайных ситуаций, связанных с возникновением ударной волны.

Босняков И.С., Волков А.В., Гаджиев Д.А., Трошин А.И. «Моделирование больших вихрей (LES/DES) с помощью разрывного метода Галёркина высокого порядка» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 56 (2018)

В основе разрывного метода Галёркина (РМГ) лежит алгоритм, позволяющий хранить внутри ячейки разложение функции по выбранному базису. Можно построить пример, когда выбор конкретного базиса позволяет получить точное решение аэродинамической или акустической задачи. Однако в большинстве случаев приходится иметь дело с приближенными решениями, при этом выбор конкретного базиса накладывает ограничения на точность такого приближения. Как показывает практика, наибольшую эффективность РМГ показывает при решении задач для течений без особенностей в условиях свободной турбулентности вдали от твёрдых стенок. Таким образом, можно ожидать наибольшей эффективности РМГ в задачах, решаемых методами LF.S/DES. К таким задачам можно отнести эволюцию дальнего вихревого следа за самолётом. Применение LES/DES означает решение уравнений для осредненных по пространству величин. В свою очередь представление решения в виде полиномов высокого порядка в РМГ делает процедуру фильтрации неочевидной. Обычное понимание параметров как осредненных по всей ячейке несправедливо. В работе на модельной задаче показано, что метод высокого порядка точности позволяет разрешать масштабы вихрей меньших, чем размер ячейки сетки. Поэтому для методов высокого порядка точности предложена специальная методика калибровки констант подсеточных моделей турбулентности.

Бахнэ С.В., Босняков С.М., Михайлов С.В., Трошин А.И. «Сравнение методов аппроксимации градиентов в схемах семейства WENO» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 43 (2018)

В большинстве работ, посвященных вихреразрешающим расчетам турбулентных течений, основное внимание уделяется точности аппроксимации конвективных потоков. Диффузионные потоки часто вычисляются по центрально-разностной схеме второго порядка точности. Однако аппроксимация диффузионных потоков может играть заметную роль при вычислении подсеточных напряжений (LES). напряжений Рейнольдса и источниковых членов модели турбулентности (гибридные RANS/LES-методы) и вязких напряжений (DNS). В докладе рассматриваются различные методы аппроксимации градиентов параметров, входящих в диффузионные потоки и источниковые члены системы уравнений. Выводится порядок точности схем на равномерных и неравномерных сетках, проводится тестирование схем на одномерном уравнении диффузии. Три наиболее точные из рассмотренных схем сравниваются в вихреразрешающих расчетах турбулентных течений: задаче Тейлора–Грина (число Рейнольдса 1600, режим DNS) и задаче о распаде изотропной турбулентности (подсеточная модель из модели SST-DF.S). Демонстрируются возможности уточненных аппроксимаций градиентов по снижению ошибки решений.

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.

Босняков С.М., Михайлов С.В., Подаруев В.Ю., Трошин А.И. «Параллельная реализация разрывного метода Галеркина высокого порядка точности и решение классических тестовых задач» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 80-81 (2016)

Приводится краткое описание разрабатываемого в ЦАГИ кода, основанного на методе Галеркина с разрывными базисными функциями высокого порядка точности. Реконструкция функций осуществляется для консервативных переменных. Эго позволяет существенно упростить формулировку схемы для нестационарных течений. Градиенты параметров для расчета диффузионных потоков рассчитываются с использованием метода Bassi-Rebay-2. Схема требует точного интегрирования по объему и поверхности ячейки. Для этого используются квадратурные правила Гаусса, которые записываются для стандартного куба. Преобразования координат осуществляются при помощи сирендиповых элементов. Расчеты для К=2 и К=3 проводятся с учетом кривизны поверхности. Количество квадратурных точек в ячейке и на стороне ячейки приведены в таблице.

Босняков И.С., Босняков С.М., Власенко В.В., Волков А.В., Михайлов С.В., Подаруев В.Ю., Трошин А.И. «Валидация Солвера DDES на базе разрывного метода Галеркина для задач течений с использованием высокопроизводительной вычислительной техники» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 54-55 (2018)

В настоящей работе представлены текущие результаты разработки высокопроизводительного солвера LES/DDES в ЦАГИ. Солвер базируется на методе DG и направлен на моделирование нестационарных аэродинамических турбулентных течений. Это исследование проводится в рамках европейского проекта TILDA. Цель проекта – предложить методы и подходы, сочетающие современные и эффективные численные схемы высокого порядка с инновационными подходами к LES и DNS с целью разрешить все существенные особенности течения на десятках тысяч процессоров, за время расчета, не превышающее нескольких дней.

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)

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.

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.

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

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

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.

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.

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

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

Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Тюрина А.В. «Эволюция интенсивных акустических шумов. Асимптотическое представление (численный анализ)» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 84 (2018)

Приведен обзор результатов численного моделирования интенсивных акустических шумов волн в недиспергирующих средах. Рассмотрены численные методы решения на стадии формирования развитых разрывов, т.е. представлены асимптотические решения интегро-дифференциальных уравнений для интенсивных начальных условий, носящих случайный характер. Результаты численного моделирования эволюции интенсивных акустических шумовых волн рассмотрены для различных методов решения: спектральное представление, метод быстрого преобразования Лежандра, метод опускания параболы и т.д. Показано, что физическая причина различия в эволюции шумов периодических сигналов связана с тем. что для синусоидального возмущения период волны сохраняется, а для шумов многократное слияние разрывов приводит к увеличению характерного масштаба случайной волны. На спектральном языке это различие объясняется следующим образом: для тонального возмущения нелинейность приводит только к генерации высших гармоник, которые на поздней стадии затухают и асимптотически основной является первая гармоника; напротив, для шумового же сигнала нелинейное взаимодействие приводит к генерации "разностных медленно затухающих, низкочастотных компонентов.