Шагапов В.Ш., Галимзянов М.Н., Вдовенко И.И., Хабеев Н.С. «Особенности распространения звука в теплой воде с воздушными пузырьками» Инженерно-физический журнал, 91, № 4, с. 912-921 (2018)

Изучено распространение слабых возмущений в водо-воздушной пузырьковой среде в условиях, когда в пузырьках помимо нерастворимого в воде газа (например, воздуха) присутствуют пары воды, которые в процессе движения смеси могут превращаться в воду. При этом находящийся в пузырьках воздух будет оказывать диффузионное сопротивление и влиять на интенсивность фазовых переходов в системе пар–вода. Проанализировано влияние начальных параметров двухфазной смеси вода–пузырьки (объемного содержания фаз, размера дисперсной фазы, температуры воды) на эволюцию гармонических волн в пузырьковой жидкости.

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)

Гаркуша В.В., Гилев В.М., Мишнев А.С., Шакиров С.Р., Шпак С.И., Яковлев В.В. «Сбор экспериментальных данных и управление гиперзвуковой аэродинамической трубой адиабатического сжатия» Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 45-49 (2018)

Представлен набор аппаратно-программных средств, разработанный специалистами ИВТ СО РАН и ИТПМ СО РАН, предназначенный для автоматизации сбора данных и управления высокоскоростным аэродинамическим экспериментом на аэродинамической трубе адиабатического сжатия ИТПМ СО РАН, а также создания АСУ технологическими и научными установками.

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.

Хмелев В.Н., Голых Р.Н., Шалунов А.В., Лопатин Р.А., Минаков В.Д., Сырников К.Е., Петреков П.В., Генне Д.В. «Влияние ультразвукового кавитационного воздействия на характеристики полимерных композиционных материалов» Научно-технический вестник Поволжья, № 8, с. 62-64 (2018)

Статья посвящена исследованию влияния ультразвукового излучения на свойства полимерных композитных материалов и энергозатраты при полимеризации.

Хмелёв В.Н., Сливин А.Н., Шалунов А.В. «Стенд для ультразвуковой консолидации тонколистовых металлов» Научно-технический вестник Поволжья, № 7, с. 75-77 (2018)

Представлены исследования специального стенда ультразвуковой консолидации тонких листов металлов, позволившие выявить влияние параметров (усилие сжатия, время ультразвукового воздействия, амплитуда ультразвуковых колебаний) на прочность формируемых соединений листов меди.

Голых Р.Н., Хмелёв В.Н., Шепелева А.И., Педдер В.В., Шалунов А.В. «Программный модуль для расчёта скорости течения жидкой фазы в разветвлённой системе пор под действием сил акустической природы» Научно-технический вестник Поволжья, № 8, с. 69-71 (2018)

Описана предложенная компьютерная модель процесса течения жидкой фазы в разветвлённой системе пор под действием сил акустической природы. Созданный программный модуль, реализующий компьютерную модель, позволяет выявить зависимости скорости течения жидкой фазы от режимов акустического или ультразвукового воздействия.

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.

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

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

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.

Поблет-Пуиг Ж., Шанин А.В. «Комбинированный дискретный метод МКЭ/МГЭ для решения внешних задач рассеяния в акустике» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 210-211 (2016)

Ранее авторами был предложен «комбинированный метод CFIE-ВАЕ» для решения внешних задач рассеяния в акустике . Аббревиатура CFIE означает, что в данной версии метода граничных интегральных уравнений используется техника "combined-field integral equations", а аббревиатура ВАЕ соответствует методу «граничных алгебраических уравнений». Предложенный комбинированный метод представлял собой метод граничных интегральных уравнений (МГЭ). в реализации которого удалось избавиться от его характерных недостатков. Дискретная природа ВАЕ позволяет избежать вычисления интегралов, а для подавления фиктивных резонансов используется техника CFIE. Однако предложенный метод CFIE-BAE все-таки обладал важным недостатком. Поскольку моделирование происходило в исходно дискретизованном пространстве, форма рассеивателя должна была быть собрана из элементарных «кирпичиков» кубической формы, поэтому гладкие рассеиватели (сферы, цилиндры и др.) описывались с недостаточной точностью. Авторы поставили перед собой задачу преодолеть этот недостаток метода. В данной работе представлен усовершенствованный метод.

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

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

Шарандин Е.А., Гладышев В.О. «Математическая модель процессов генерации и усиления излучения в многокаскадном лазерном излучателе» Математическое моделирование, 30, № 8, с. 51-66 (2018)

Предложена математическая модель многокаскадного лазера на основе трех- и четырехуровневых активных сред в плосковолновом приближении. Модель может быть использована для анализа процессов формирования излучения в лазерном источнике при наличии межкаскадных связей с учетом реального качества элементов оптического тракта. Приведен расчет параметров импульса лазерных генераторов на YAG:Nd и YSGG:Cr:Nd в зависимости от энергии накачки. Результаты работы найдут применение для решения задач комплексной оптимизации лазерного излучателя и определения требований к узлам межкаскадной развязки.

Шариф М. «Движение нейтральной частицы вблизи черной дыры Шварцшильда в модифицированной гравитации» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 154, № 3, с. 575-587 (2018)

Исследуется круговое движение нейтральной пробной частицы в экваториальной плоскости вблизи черной дыры в скалярно-тензорно-векторной гравитации. Чтобы найти области, где такое движение возможно, рассмотрены три случая: α<G/G_N, α≪em>G/G_N и α>G/G_N. Вычислены соответствующие эффективный потенциал, энергия, момент импульса и энергия в системе центра масс. Определены четыре различных случая при α>G/G_N, а также области устойчивых и неустойчивых круговых орбит. Найдено, что круговые орбиты, имеющие нулевой момент импульса, существуют при r=αG_NM вследствие гравитационных эффектов отталкивания. Оказалось, что структура устойчивых областей в случаях α<G/G_N и α≪em>G/G_N существенно отличается от таковой в случае α>G/G_N.

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

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.

Шарфарец Б.П., Дмитриев С.П. «Моделирование турбулентного движения жидкости на основе гипотезы Буссинеска. Обзор» Научное приборостроение, 28, № 3, с. 101-108 (2018)

Рассмотрено математическое моделирование турбулентного течения в сжимаемой и несжимаемой вязкой жидкости на примере простейшей модели турбулентного движения, полученной в результате осреднения уравнений Навье–Стокса по Рейнольдсу и Фавру совместно с гипотезой Буссинеска о наличии турбулентной вязкости. Приведены алгоритмы осреднения уравнений Навье–Стокса для сжимаемой и несжимаемой жидкости. Приведены соответствующие уравнения для осредненных и пульсационных составляющих параметров полей для несжимаемой и сжимаемой жидкости. Полученные результаты полезны при проектировании излучателя для его работы в турбулентном режиме движения жидкости.

Хорошев А.С., Шахов В.Г. «Интенсивность конвекции жидкостей с разным числом Прандтля в вертикальном цилиндре большого удлинения» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 21, № 1, с. 70-79 (2018)

Исследована свободная конвекция в длинном вертикальном цилиндре с постоянным градиентом температуры на боковой поверхности. Движение смоделировано средствами CFD (вычислительная гидродинамика) в пакете Ansys CFX. Изучена развитая естественная конвекция для трех жидкостей (вода, газонасыщенная нефть, дегазированная нефть). Классифицированы типы конвективного движения в зависимости от числа Рэлея (в диапазоне от 3·10³ lj 7·10⁴. Интенсивность конвекции характеризуется вертикальной скоростью. Определены характерные критерии, на основании которых проведена классификация. Отмечено влияние числа Прандтля на интенсивность конвекции. Получена эмпирическая зависимость безразмерной средней по объему вертикальной скорости движения от числа Рэлея. Установлено, что при h=60 и более цилиндр можно считать бесконечно длинным.

Сухорукова О.Б., Швецова Н.А., Швецов И.А., Рыбянец А.Н. «Теоретические расчеты и численное моделирование фокусированных ультразвуковых полей» Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС), № 2, с. 154-165 (2018)

Выполнены теоретические расчёты и численное моделирование структуры акустических полей сферически фокусирующих ультразвуковых преобразователей. Рассмотрены особенности теоретического описания фокусированных полей малой амплитуды. Приведены примеры расчетов линейной фокусировки ультразвукового пучка с использованием точного решения для интеграла Рэлея для излучателя в виде сферического сегмента с центральным отверстием. Получены распределения интенсивности и мощности тепловых источников оси излучателя и в фокальной плоскости. Получены также двумерные пространственные распределения поля излучателя в масле, рассчитанные численно с использованием интеграла Рэлея для различных возбуждающих частот и начальных интенсивностей ультразвука. Показано, что интеграл Рэлея достаточно точно описывает акустическое поле фокусирующего (вогнутого) источника в предположении, что угол фокусировки мал, а радиус кривизны излучающей поверхности много больше длины волны.

Сухорукова О.Б., Швецова Н.А., Швецов И.А., Рыбянец А.Н. «Теоретические расчеты и численное моделирование фокусированных ультразвуковых полей» Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС), № 2, с. 154-165 (2018)

Выполнены теоретические расчёты и численное моделирование структуры акустических полей сферически фокусирующих ультразвуковых преобразователей. Рассмотрены особенности теоретического описания фокусированных полей малой амплитуды. Приведены примеры расчетов линейной фокусировки ультразвукового пучка с использованием точного решения для интеграла Рэлея для излучателя в виде сферического сегмента с центральным отверстием. Получены распределения интенсивности и мощности тепловых источников оси излучателя и в фокальной плоскости. Получены также двумерные пространственные распределения поля излучателя в масле, рассчитанные численно с использованием интеграла Рэлея для различных возбуждающих частот и начальных интенсивностей ультразвука. Показано, что интеграл Рэлея достаточно точно описывает акустическое поле фокусирующего (вогнутого) источника в предположении, что угол фокусировки мал, а радиус кривизны излучающей поверхности много больше длины волны.

Мискинова Н.А., Швилкин Б.Н. «О возможной связи массы Вселенной с характерными размерами элементарных частиц» Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 120106 (2012)

Показано, что масса вещества, равная принятой в настоящее время массе наблюдаемой части нашей Вселенной, достигается при планковской плотности в объеме, размер которого сравним с размером нуклона и близок к комптоновской длине волны пиона.

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

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

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.

Голых Р.Н., Хмелёв В.Н., Шепелева А.И., Педдер В.В., Шалунов А.В. «Программный модуль для расчёта скорости течения жидкой фазы в разветвлённой системе пор под действием сил акустической природы» Научно-технический вестник Поволжья, № 8, с. 69-71 (2018)

Описана предложенная компьютерная модель процесса течения жидкой фазы в разветвлённой системе пор под действием сил акустической природы. Созданный программный модуль, реализующий компьютерную модель, позволяет выявить зависимости скорости течения жидкой фазы от режимов акустического или ультразвукового воздействия.

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.

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.

Волков С.С., Розанов Д.С., Шестель Л.А. «Технология ультразвуковой сварки с одновременным тиснением поверхности искусственных кож» Известия высших учебных заведений. Машиностроение, № 6, с. 24-31 (2018)

Рассмотрены искусственные кожи на основе поливинилхлорида, относящиеся к группе полимерных материалов. Установлено, что для их сварки в каждом конкретном случае необходимо изыскивать оптимальные способы и технологические приемы. Разработана технология ультразвуковой сварки с одновременным тиснением поверхности искусственных кож, обеспечивающая получение соединений с высокими прочностными показателями и хорошим внешним видом тиснения поверхности кожи. Предложена схема управления процессом сварки по остаточной толщине шва при высокой производительности процесса и отсутствии деструкции свариваемого материала с одновременным тиснением поверхности кожи. Приведены результаты исследований влияния технологических параметров тиснения поверхности на прочность изделий. Даны рекомендации по выбору оптимальных технологических параметров режима сварки. Описаны разные способы дозирования энергии ультразвуковых колебаний, вводимых в зону сварки. Получение качественных соединений обусловлено объемным взаимодействием связей между макромолекулами покрытия и основной искусственной кожи.

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.

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.

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.

Шкелев Е.И., Ширкаев А.В. «Акустический измеритель временной задержки» Приборы и техника эксперимента, № 4, с. 25-30 (2018)

На основе программируемых интегральных схем создан акустический измеритель временной задержки с корреляционной последетекторной обработкой шумоподобного сигнала. Метод измерения основан на вычислении в реальном масштабе времени взаимной функции корреляции между опорным, повторяющим закон модуляции, и принимаемым сигналами. Представлены результаты испытаний лабораторного макета, подтвердившие возможность применения разработанных программных и аппаратных решений в акусто-, гидро- и радиолокации.

Елизарова Т.Г., Широков И.А. «Вычислительный эксперимент в задаче нестационарного обтекания сверхзвукового летательного аппарата» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 90-93 (2018)

В работе приводятся результаты прямого численного моделирован обтекания трехмерной модели сверхзвукового летательного аппарата и формирование вблизи его поверхности нестационарных отрывных вихревых зон, которые могут вызывать генерацию акустических колебаний. Расчет нестационарного течения впервые производится с использование квазигазодинамических (КГД) уравнений без применения традиционных для подобных задач вычислительных процедур вида лимитеров или ограничителей потоков. Ранее было показано, что численный алгоритм, основанный на КГД уравнениях, позволяет моделировать турбулентные течения при небольших числах Рейнольдса и Маха без привлечения дополнительных моделей турбулентности, таких как алгебраические моде или модели LES. В представленных далее расчетах модели турбулентности также не применяются

Елизарова Т.Г., Широков И.А. «Использование регуляриюванных уравнений гидродинамики для численного моделирования турбулентных течений при невысоких числах Рейнольдса» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 149-152 (2016)

В докладе представлены результаты численного моделирования ламинарных и турбулентных дозвуковых течений вязкого сжимаемого газа. Моделирование проведено на основе квазигазодинамических (КГД) уравнений. Рассмотрены свободные течения (вихрь Тейлора–Грина) и пристеночные (течение Куэтга). Сравнение результатов с эталонными данными из литературы, полученными посредством метода прямого численного моделирования (Direct Numerical Simulation. DNS) и метода крупных вихрей (Large-Eddy Simulation. LES). показывает, что КГД-алгоритм является адекватным средством моделирования свободного течения как в турбулентном. так и в ламинарном режимах. Сопоставление полученных результатов моделирования течения Куэтта с известными экспериментальными данными демонстрирует возможности КГД-алгоритма при моделировании ламинарных и турбулентных пристеночных течений. Отметим, что при переходе от ламинарного случая к турбулентному не требуется вносить изменения в КГД-алгоритм. достаточно увеличить число Рейнольдса. Аналогично. КГД-алгоритм не требует модификации при переходе от моделирования свободных течений к расчетам пристеночных течений. КГД-система может быть рассмотрена как система Навье–Стокса. усредненная на малом пространственно-временном интервале. Такое усреднение приводит к появлению дополнительных нелинейных слагаемых. пропорциональных малому параметру г. Эти слагаемые имеют вид производных второго порядка по пространственным координатам и приводят к увеличению энтропии течения, что позволяет говорить об их диссипативном характере. Подсеточная диссипация КГД-системы открывает перспективы её использования при моделировании ламинарно- турбулентного перехода и турбулентных течений в широком диапазоне чисел Рейнольдса. Различные варианты КГД-системы были опубликованы в монографиях и последующих работах по этой тематике.

Багров А.В., Дмитриев А.О., Леонов В.А., Митькин А.С., Москатиньев И.В., Сысоев В.К., Ширшаков А.Е. «Глобальная оптическая навигационная система для Луны» Труды Московского авиационного института, № 99, http://trudymai.ru/published.php?ID=91814 (2018)

Рассматривается концепция создания оптической системы глобального позиционирования на Луне метровой точности, предназначенная для обслуживания ограниченного числа абонентов. Показано, что оптимальным решением задачи будет непрерывный контроль положений световых лазерных маяков на поверхности Луны с борта искусственного спутника Луны, оснащённого бортовой телекамерой, а также с борта космического аппарата, помещённого в точки Лагранжа L₁ (и L₂) системы Земля–Луна и оснащенного высокоразрешающими оптоэлектронными приборами.

Шифрин Б.М. «Три модели шимми в задачах качения буксируемого пневмоколеса» Механика твердого тела, № 3, с. 12-19 (2018)

Рассматривается качение без скольжения пневмоколеса, буксируемого с помощью жесткого устройства длиной L. Изучаются углы поворота этого устройства при колебаниях. Выделяются случаи L≈L_* и L>L_* , где L_* – длина, при которой система находится на границе устойчивости. Для описания взаимодействия беговой поверхности шины с опорной плоскостью привлекаются три известные линейные модели качения – неголономная, а также модели струны и увода. Случай L>L_* изучается с помощью редуцированных математических моделей – моделирующих осцилляторов. Основные результаты исследования: все три модели указывают на одну и ту же длину L_*≈D/2 (D – наружный диаметр свободной шины), в изученном диапазоне параметров первые две модели фактически совпадают, при дисбалансе пневмоколеса и L≈L_* – что нередко встречается на практике – параметрические резонансы наступают, если числа Кларка–Доджа–Найбэккена DΩ/V_A (V_A – скорость шарнира-сцепки, Ω – собственная частота колебаний при некатящемся пневмоколесе) принадлежат натуральному ряду. Кроме того, количественно описано влияние скорости V_A на собственную частоту колебаний, а также сделаны замечания о верификации моделей шимми и взаимосвязи механических постоянных шины.

Паймушин В.Н., Фирсов В.А., Газизуллин Р.К., Шишкин В.М. «Аэродинамическая составляющая демпфирования консольно-закрепленных тест-образцов при колебаниях вблизи жесткого экрана» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 2, с. 62-71 (2018)

Разработана численная методика обработки опытной виброграммы затухающих изгибных колебаний тест-образцов для определения экспериментальной низшей частоты и амплитудной зависимости логарифмического декремента колебаний (ЛДК), определяющего демпфирующие свойства тест-образца. Для определения ЛДК используется экспериментальная огибающая затухающих изгибных колебаний свободного конца тест-образца с аппроксимацией ее суммой двух экспонент с четырьмя независимыми параметрами. Они определяются прямым поиском минимума целевой функции, зависящей от указанных параметров. Проведены численные эксперименты, показывающие достоверность и достаточную точность разработанной методики. Показано, что для надежного определения экспериментальной аэродинамической составляющей демпфирования тест-образца необходимо, чтобы его материал имел стабильные и низкие демпфирующие свойства. Таким требованиям в полной мере удовлетворяет дюралюминий. Определены экспериментальные амплитудные зависимости ЛДК серии изготовленных из него тест-образцов, расположенных на различных расстояниях от абсолютно жесткого экрана. На их основе предложен теоретико-экспериментальный метод определения аэродинамической составляющей демпфирования путем модификации структурной формулы, полученной ранее для определения аэродинамической составляющей демпфирования тонкой прямоугольной в плане удлиненной пластины (тест-образца) при отсутствии экрана. В нее введены три дополнительных параметра, определяемые из условия минимума целевой функции, представляющей квадратичную невязку между расчетными и экспериментальными значениями аэродинамической составляющей демпфирования тест-образца при нескольких значениях длины его рабочей части и расстояния до жесткого экрана. Для поиска минимума целевой функции используется метод Хука–Дживса, не требующий вычисления ее градиента в текущей точке пространства искомых параметров. Построены полиномиальные зависимости найденных параметров от безразмерной низшей частоты колебаний тест-образца и относительного расстояния до жесткого экрана. Проведены численные эксперименты, подтверждающие достоверность разработанного метода.

Сильников М.В., Гук И.В., Михайлин А.И., Шишкин В.Н. «Экспериментальное и теоретическое исследование эффективности действия технических устройств на основе гетерогенной двухфазной среды для подавления поражающих факторов подводного взрыва» Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук, № 1, с. 59-68 (2018)

Представлены результаты натурных испытаний и численных расчетов эффективности действия технического устройства на основе гетерогенной двухфазной среды для подавления негативных эффектов подводных взрывов. Приведенные в статье результаты численного счета показали принципиальную возможность подавления амплитуды подводной ударной волны, образующейся при подрыве заряда взрывчатого вещества, с помощью слоя двухфазной гетерогенной среды. Исследованы уровни подавления амплитуды ударной волны, формирующейся при подрыве 0,8 кг аммонита № 6 ЖВ в закрытом водоёме на глубине 2 метра. Показано, что наиболее эффективно амплитуду ударной волны снижает техническое устройство на основе органического наполнителя толщиной 18 см. Избыточное давление на фронте ударной волны снижается при этом более чем в 25 раз.

Шкелев Е.И., Ширкаев А.В. «Акустический измеритель временной задержки» Приборы и техника эксперимента, № 4, с. 25-30 (2018)

На основе программируемых интегральных схем создан акустический измеритель временной задержки с корреляционной последетекторной обработкой шумоподобного сигнала. Метод измерения основан на вычислении в реальном масштабе времени взаимной функции корреляции между опорным, повторяющим закон модуляции, и принимаемым сигналами. Представлены результаты испытаний лабораторного макета, подтвердившие возможность применения разработанных программных и аппаратных решений в акусто-, гидро- и радиолокации.

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.

Русских С.В., Шклярчук Ф.Н. «Нелинейные колебания упругих панелей солнечных батарей космического аппарата при конечном повороте по крену» Механика твердого тела, № 2, с. 34-43 (2018)

Рассматривается нестационарное вращательное движение и нелинейные колебания в плоскости крена космического аппарата с двумя упругими панелями солнечных батарей. Космический аппарат и секции панелей солнечных батарей считаются недеформируемыми; они связаны между собой упруговязкими шарнирами, допускающими большие углы поворота. Космический аппарат совершает поворот относительно своей оси как твердое тело. Движение рассматриваемой упругой системы описывается в связной системе координат. Уравнения движения получены на основании принципа возможных перемещений. Приведены примеры численного интегрирования системы нелинейных дифференциальных уравнений с анализом сходимости.

Ганиев Ю.Х., Гобызов О.А., Гусарова О.Д., Лихачёва Е.С., Сосин А.В., Строилов А.В., Филиппов С.Е., Шманенков В.Н. «Расчёт параметров турбулентных отрывных зон при обтекании трёхмерного щитка сверхзвуковым потоком» Космонавтика и ракетостроение, № 4, с. 99-108 (2018)

Представляются результаты численного моделирования на основе уравнений Навье–Стокса картины течения около трёхмерных щитков в сверхзвуковом турбулентном потоке. Проводится сравнение газодинамических параметров турбулентной отрывной зоны. С экспериментальными данными, полученными с использованием люминесцентных барокрасок. Отмечается в качестве новых результатов распределение интенсивности турбулентности в отрывной зоне.

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.

Макаров В.Е., Федорченко Ю.П., Шорстов В.А. «Использование многоуровневых декартовых сеток для задач аэроакустики» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 125-128 (2018)

Грачёва А.В., Макаров В.Е., Осипов А.А., Шорстов В.А. «Расчет аэродинамических и акустических характеристик профиля NACA0012 в постановке IDDES с использованием схем высокого порядка аппроксимации типа МР» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 107-112 (2016)

Представлены результаты расчетов вязкого нестационарного обтекания изолированного симметричного профиля NACA0012 с торцом на задней кромке с относительным размером 0.25%, с использованием схемы типа МР 5-го порядка аппроксимации по пространству и 4-го порядка аппроксимации по времени в постановке IDDES с использованием модели турбулентности Спаларта–Аллмараса. Целью настоящего исследования была доработка указанных выше схемы и метода моделирования турбулентности, хорошо зарекомендовавших себя при решении модельных задач (распад изотропной турбулентности и течение в плоском канале) для решения типовых задач аэродинамики и аэроакустики профиля.

Макаров В.Е., Шорстов В.А. «Развитие метода расчета широкополосного шума элементов силовых установок на основе зонного подхода к вихреразрешению» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 129-131 (2018)

Представленный доклад содержит три раздела, связанных с развиваемым в ЦИАМ численным методом решения аэродинамических и акустических задач на основе RANS-IDDES зонного подхода к вихреразрешению.

Гаркуша В.В., Гилев В.М., Мишнев А.С., Шакиров С.Р., Шпак С.И., Яковлев В.В. «Сбор экспериментальных данных и управление гиперзвуковой аэродинамической трубой адиабатического сжатия» Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 45-49 (2018)

Представлен набор аппаратно-программных средств, разработанный специалистами ИВТ СО РАН и ИТПМ СО РАН, предназначенный для автоматизации сбора данных и управления высокоскоростным аэродинамическим экспериментом на аэродинамической трубе адиабатического сжатия ИТПМ СО РАН, а также создания АСУ технологическими и научными установками.

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.

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.

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.

Бедарев И.А., Федоров А.В., Шульгин А.В. «Расчет бегущей волны в гетерогенной среде с двумя давлениями при уравнении состояния газа, зависящем от концентраций фаз» Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 5, с. 806-820 (2018)

Развита теория тонкой структуры ударных волн в гетерогенной смеси газа и твердых частиц в рамках модели Андерсона, учитывающей различные давления фаз и зависимость уравнения состояния газовой компоненты от средних плотностей обеих фаз. Указаны условия возникновения различных типов ударных волн, обусловленные различием скоростей звука в фазах. Для доказательства устойчивости некоторых типов ударных волн разработана высокоточная численная схема типа Total Variation Diminition, позволившая реализовать устойчивое распространение найденных в стационарном приближении подобных ударных волн дисперсионной, замороженной и дисперсионно-замороженной структуры, одно- и двухфронтовой структуры.

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.

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.

Гарбарук А.В., Стрелец М.Х., Шур М.Л., Дядькин А.А., Рыбак С.П. «Течения в следе за соплами ракетного блока аварийного спасения и определение пульсаций давления на поверхности возвращаемого аппарата при различных режимах полета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 95-99 (2016)

Одной из многих сложных задач проектирования ракетных пилотируемых комплексов является определение аэроакустических воздействий на обитаемый модуль (возвращаемый аппарат – ВА) при выведении пилотируемого транспортного корабля (ПТК). Эти воздействия обусловлены взаимодействием с поверхностью ВА турбулентного следа за соплами ракетного блока аварийного спасения (РБАС), составляющего вместе с ВА отделяемый головной блок (ОГБ). Для численного решения згой задачи необходимо использование так называющих вихреразрешающих подходов к описанию турбулентности, поскольку традиционные полуэмпирические модели турбулентности для осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса (RANS) не позволяют получить какой-либо информации об амплитудных и. тем более, спектральных характеристиках пульсаций давления. Наиболее перспективными из этих подходов являются так называемые гибридные методы, сочетающие в себе сильные стороны RANS моделей с высокой точностью и информативностью метода моделирования крупных вихрей (LES). Однако при решении практических задач (сложная геометрия течения, высокие числа Рейнольдса) даже гибридные методы требуют огромных вычислительных затрат. В связи с этим в данной работе для решения сформулированной выше задачи предлагается специализированная вычислительная процедура, базирующая на использовании RANS и LES в различных областях потока и позволяющая решить эту задачу при вполне приемлемых по сегодняшним меркам вычислительных затратах.

Гарбарук А.В., Стрелец М.Х., Шур М.Л., Дядькин А.А., Рыбак С.П. «Расчетные исследования распределения давления и пульсаций давления на поверхности пилотируемого транспортного корабля при отделении головного блока» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 75-79 (2018)

Одной из многих сложных задач, возникающих при проектировании пилотируемых транспортных кораблей (НТК), является расчет нестационарных воздействий на их элементы – возвращаемый аппарат (ВА) и двигательный отсек (ДО) – со стороны турбулентного потока, формирующегося в зазоре между ВА и обтекателем ДО (ОДО) в процессе экстренного отделения головного блока от ракеты носителя (PH). Решение данной задачи возможно лишь на основе вихреразрешаюших подходов к описанию турбулентности (например, метода моделирования крупных вихрей – LES). поскольку традиционные методы расчета, базирующиеся на решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса (RANS), не позволяют получить информацию об амплитудно-частотных характеристиках турбулентных пульсаций давления. Однако расчет обтекания полной конфигурации IITK методом LES требует огромных (пока недоступных) вычислительных затрат. В связи с этим возникает необходимость построения более экономичных гибридных RANS-LES методов, позволяющих достаточно точно решить рассматриваемую задачу с использованием существенно меньших вычислительных ресурсов, доступных уже в настоящее время. Именно такой метод предложен и реализован в данной работе.

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

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.

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.

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

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