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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

Бурдаков Р.В., Старцева М.П., Синер А.А. «Анализ метода модальной декомпозиции звукового ноля в канале с помощью вычислительного эксперимента» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 61-62 (2018)

Проблемы снижения авиационного шума продолжают оставаться актуальными и составляют важную часть общих проблем обеспечения экологической безопасности. Экспериментальный анализ звуковых полей, генерируемых авиационным двигателем, является одной из важнейших и сложнейших задач авиационной акустики. Основная сложность задачи заключается в большом количестве акустических мод, излучаемых двигателем. Основная часть эффективно переносящих энергию акустических мод генерируется вентиляторной ступенью двигателя. Наиболее перспективным методом анализа звуковых полей, генерируемых вентиляторной ступенью, является модальный анализ в воздухозаборном канале и в канале наружного контура. Для отработки методов модального анализа в настоящей работе развивается специальная математическая модель.

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

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

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.

Любимов Д.А. «Анализ RANS/ILES методом влияния дросселирования на спектральные свойства пульсаций давления в канале изолятора высокоскоростного ВЗ _{воздухозаборника}» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 120-124 (2018)

Дружинин Я.М., Милешин В.И., Россихин А.А. «Опыт использования гармонических методов для расчета распространения тонального шума через воздухозаборник и сопло ТРДД» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 193-196 (2018)

В процессе моделирования тонального шума турбомашины необходимо провести расчет взаимодействия венцов, а также расчет распространения возмущений, генерируемых при взаимодействии венцов наружу из проточного тракта турбомашины. Хотя обе эти задачи возможно и даже желательно совместить в одном расчете, обычно с целью экономии ресурсов используется гибридный подход к расчету, в рамках которого сначала производится расчет ротор-статор (ротор-ротор) взаимодействия, а затем на основе результатов этого расчета – расчет распространения

Хатунцева О.Н. «О нахождении критического числа Рейнольдса ламинарно-турбулентного перехода в задаче Хагена–Пуазейля» Труды Московского авиационного института, № 101, http://trudymai.ru/published.php?ID=96567 (2018)

Ранее, на основе уравнений Навье–Стокса, в которых учтено производство энтропии за счет стохастических возмущений, для задачи Хагена–Пуазейля были аналитически получены два решения: одно из которых, соответствует ламинарному режиму течения, второе – турбулентному. Они имеют небольшое отличие непосредственно у стенки трубы. Это обстоятельство позволило в данной работе аналитически, с помощью метода описания «разрывных» функций, найти минимальное значение числа Рейнольдса, при котором возможен переход от ламинарного к турбулентному режиму течения. Оно равно, примерно, 1970.

Бекетаева А.О. «Влияние толщины пограничного слоя на структуру сверхзвукового течения с ударной волной» Наука, новые технологии и инновации, № 6, с. 15-24 (2015)

С помощью предложенного алгоритма решения осредненных по Фавру уравнений Навье–Стокса для течения совершенного многокомпонентного газа на основе WENO-схемы численно моделируется взаимодействие падающей ударной волны с пограничным слоем на стенке. Для моделирования падающего скачка уплотнения во входном сечении ставились условия из решения невязкой задачи о косой ударной волне. Произведено сравнение с опытными данными. Изучено взаимодействие падающей ударной волны с пограничным слоем в условиях отрывного течения в зависимости от числа Рейнольдса.

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

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

Бойко А.В., Демьянко К.В., Нечепуренко Ю.М. «Численный анализ пространственной гидродинамической устойчивости сдвиговых течений в каналах постоянного сечения» Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 5, с. 726-740 (2018)

Работа посвящена описанию и обоснованию технологии решения задач пространственной устойчивости сдвиговых течений вязкой несжимаемой жидкости в каналах постоянного сечения, то есть технологии численного анализа устойчивости рассматриваемого течения к малым возмущениям, гармоническим по времени и распространяющимся вниз по потоку. В рамках предлагаемой технологии линеаризованные уравнения амплитуд возмущений, аппроксимированные по пространственным переменным в плоскости сечения канала, способом, не зависящим от использованного метода аппроксимации, сводятся к системе обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка по продольной пространственной переменной. Эта система редуцируется далее к системе меньшего размера, имеющей решениями только физически значимые решения исходной системы. Технологию отличает использование стандартных матричных алгоритмов, на которые приходится основной объем вычислений. Она позволяет эффективно вычислять различные характеристики пространственной устойчивости, в том числе, находить оптимальные возмущения, играющие определяющую роль в докритическом сценарии ламинарно-турбулентного перехода. Работа технологии иллюстрируется на примере течения Пуазейля в канале квадратного сечения.

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

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

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

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

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

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

Георгиевский П.Ю., Левин В.А., Сутырин О.Г. «Пространственные эффекты при взаимодействии ударной волны с продольным каналом газа пониженной плотности» Письма в Журнал технической физики, 44, № 20, с. 5-13 (2018)

На основе уравнений Эйлера численно исследуется трехмерная задача о взаимодействии ударной волны с продольным каналом газа пониженной плотности круглого, эллиптического или прямоугольного сечения. Детально описана структура формирующегося ударно-волнового предвестника и показано, что в трехмерном случае неустойчивости сдвиговых слоев внутри последнего развиваются быстрее, чем в осесимметричном течении. Для эллиптического и прямоугольного сечений отмечено небольшое усиление эффекта кумуляции высоконапорных струй. Исследована зависимость скорости роста предвестника от формы сечения канала и обнаружено, что вытягивание формы сечения канала приводит к существенному увеличению участка линейного роста.

Бендерский Л.А., Любимов Д.А., Пильняков Н.А. «Анализ RANS/ILES методом влияния синтетических струй на уровень и спектральные свойства шума нерасчетной сверхзвуковой струи» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 168-171 (2018)

li различных приложениях требуется уменьшить длину начального участка струй, в том числе и сверхзвуковых. Это может быть достигнуто! различными способами, как пассивными, например, с помощью шевронов, так и активными, с помощью выдува небольших струй в основную струю. Синтетические струи обладают заметным преимуществом по сравнению с другими методами газодинамического управления: отсутствует специальное рабочее тело и магистрали для его подвода и отвода. Однако, управление турбулентными струями с помощью синтетических струй недостаточно изучено, ч то обусловлено сложностью, а порой и невозможностью проведения эксперимента. В настоящей работе с помощью комбинированного RANS/ILES-метода высокого разрешения исследовано влияние синтетических струй на длину начального участка и уровень шума нерасчетной сверхзвуковой струе из биконического сопла.

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

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