Корин И.А., Пальчиковский В.В., Павлоградский В.В., Берсенев Ю.В. «Определение импеданса крупногабаритной ЗПК при генерации заданного азимутального модального состава шума, распространяющегося в канале модели полномасштабного воздухозаборника авиационного двигателя» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 131-132 (2019)

Одним из этапов в разработке звукопоглощающих конструкций (ЗПК) для авиационных двигателей (АД) является их испытание на соответствие импедансных характеристик проектным значениям. Данные исследования проводятся в интерферометрах, которые имеют, как правило, узкие каналы. В результате в интересующем диапазоне частот в канале распространяется преимущественно нулевая мода, что сильно отличается от модального состава шума, распространяющегося в натурном воздухозаборнике АД. Таким образом, актуальным является исследование акустических характеристик ЗПК для полномасштабного воздухозаборника АД в условиях генерации в канале вращающихся звуковых мод. Для проведения подобных исследований в Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ПНИПУ создана установка, представляющая собой генератор звука, соединенный с полномасштабной моделью воздухозаборника АД. В корпус воздухозаборника устанавливаются исследуемые панели ЗПК, звук генерируется 40 динамиками. Измерения акустического давления в канале установки диаметром 1.783 м выполняется 20 микрофонами, расположенными в линию в корпусе генератора звука (до секции ЗПК) и 26 микрофонами, установленными в линию в корпусе полномасштабной модели воздухозаборника (после секции ЗПК). Испытания крупногабаритной ЗПК проводились на центральных частотах третьоктавных полос в диапазоне 500–3150 Гц. Генерировались вращающиеся моды в диапазоне номеров 0–40. Для идентификации импедансных характеристик крупногабаритной ЗПК использовался метод эдукции на основе минимизации функционала невязки расчетных и экспериментальных значений акустических давлений на микрофонах, который был адаптирован под исследования на данной установке. Результаты извлеченного импеданса сравнивались с полученными экспериментально при измерениях крупногабаритной ЗПК портативным интерферометром с каналом диаметром 50 мм. Установлено, что для случая нулевой моды наблюдается качественное совпадение импедансных характеристик ЗПК. Для остальных случаев модального состава шума извлеченный импеданс отличается от полученного интерферометром как количественно, так и качественно.

Козицин И.В., Чхартишвили А.Г., Марченко А.М., Норкин Д.О., Осипов С.Д., Утешев И.А., Гойко В.Л., Палкин Р.В., Мягков М.Г. «Моделирование политических взглядов российских пользователей социальной сети ВКонтакте» Математическое моделирование, 31, № 8, с. 3-20 (2019)

Предложены две модели машинного обучения для автоматического определения политических взглядов российских пользователей ВКонтакте, в основе которых лежит микроподход к анализу данных ВКонтакте. Результаты приложены к различным научным и прикладным сферам. Одна из них – мониторинг общественного мнения: в результате апробации на выборке, состоящей из 22 миллионов цифровых отпечатков аккаунтов совершеннолетних пользователей, были построены две оценки распределения симпатий соответствующих пользователей в преддверии выборов Президента РФ 2018 года. При использовании этих оценок для построения ретроспективного прогноза результатов выборов средние абсолютные ошибки составили 12 и 19.4% соответственно, причем в первом случае были верно расставлены три первых места. Кроме того, представлен подход к калибровке параметров математических моделей динамики мнений, а именно, величин, отвечающих за сами мнения пользователей. В основе данного подхода лежат оценки, генерируемые построенными алгоритмами.

Корин И.А., Пальчиковский В.В., Берсенев Ю.В. «Валидация численного моделирования работы генератора вращающихся акустических мод» Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации, № 1, с. 166-170 (2018)

Проведены измерения шума в канале установки генерации вращающихся акустических мод. Выполнено численное моделирование генерации мод с различными номерами и их распространения в канале с жесткими стенками. Результаты расчетов сопоставлены с результатами экспериментов. Рассмотрено влияние на точность численного моделирования: отличий ряда геометрических характеристик реальной установки от проектных значений; точности позиционирования микрофонов; вариантов граничных условий, учитывающих эффекты потери акустической энергии за счет поглощения динамиками и излучения в открытое пространство из канала установки.

Корин И.А., Пальчиковский В.В., Павлоградский В.В., Берсенев Ю.В. «Определение импеданса крупногабаритной ЗПК при генерации заданного азимутального модального состава шума, распространяющегося в канале модели полномасштабного воздухозаборника авиационного двигателя» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 131-132 (2019)

Одним из этапов в разработке звукопоглощающих конструкций (ЗПК) для авиационных двигателей (АД) является их испытание на соответствие импедансных характеристик проектным значениям. Данные исследования проводятся в интерферометрах, которые имеют, как правило, узкие каналы. В результате в интересующем диапазоне частот в канале распространяется преимущественно нулевая мода, что сильно отличается от модального состава шума, распространяющегося в натурном воздухозаборнике АД. Таким образом, актуальным является исследование акустических характеристик ЗПК для полномасштабного воздухозаборника АД в условиях генерации в канале вращающихся звуковых мод. Для проведения подобных исследований в Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ПНИПУ создана установка, представляющая собой генератор звука, соединенный с полномасштабной моделью воздухозаборника АД. В корпус воздухозаборника устанавливаются исследуемые панели ЗПК, звук генерируется 40 динамиками. Измерения акустического давления в канале установки диаметром 1.783 м выполняется 20 микрофонами, расположенными в линию в корпусе генератора звука (до секции ЗПК) и 26 микрофонами, установленными в линию в корпусе полномасштабной модели воздухозаборника (после секции ЗПК). Испытания крупногабаритной ЗПК проводились на центральных частотах третьоктавных полос в диапазоне 500–3150 Гц. Генерировались вращающиеся моды в диапазоне номеров 0–40. Для идентификации импедансных характеристик крупногабаритной ЗПК использовался метод эдукции на основе минимизации функционала невязки расчетных и экспериментальных значений акустических давлений на микрофонах, который был адаптирован под исследования на данной установке. Результаты извлеченного импеданса сравнивались с полученными экспериментально при измерениях крупногабаритной ЗПК портативным интерферометром с каналом диаметром 50 мм. Установлено, что для случая нулевой моды наблюдается качественное совпадение импедансных характеристик ЗПК. Для остальных случаев модального состава шума извлеченный импеданс отличается от полученного интерферометром как количественно, так и качественно.

Копьев В.Ф., Остриков Н.Н., Яковец М.А., Пальчиковский В.В., Корин А.И., Берсенев Ю.В. «Исследование влияния количества продольных швов в конструкции ЗПК на структуру звукового ноля в канале крупномасштабной модели воздухозаборника, установленной в заглушенной камере ПНИПУ» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 133-134 (2019)

В заглушенной камере ПНИПУ проведены сравнительные испытания крупномасштабной модели воздухозаборника в условиях твердых стенок, однородных ЗПК и однородных ЗПК с одной, тремя и пятью накладками, обеспечивающими перекрытие полной длины окружности однородных ЗПК на величину соответственно 6, 18 и 30%, что создает относительную азимутальную неоднородность импеданса ЗПК эквидистантную указанным процентам. Для генерации звукового поля в канале воздухозаборника использовалась система 40 динамиков, совмещенная с горнами, которые были установлены равномерно по окружности сечения тыльной части модели воздухозаборника, что позволило генерировать звуковые азимутальные моды в диапазоне номеров ±40. Для определения модальной структуры звукового поля в канале использовалась многоканальная решетка. состоящая из 126 микрофонов, установленных заподлицо стенок канала в зоне за ЗПК в направлении распространения звука, при этом 100 микрофонов образуют круговую решетку, а остальные – линейную. С помощью портативного интерферометра нормального падения выполнены измерения импеданса крупномасштабных ЗПК, предназначенных для проведения испытаний в составе крупномасштабной модели воздухозаборника в качестве однородных ЗПК, показавшие, что панели ЗПК очень однородны, т. к. нулевая мода абсолютно доминирует, а амплитуда ненулевых мод в диапазоне 1000–3200 Гц не превышает 6%. Показано, что особенности сборки однородных ЗПК (состоят из пяти панелей) и геометрии использования накладок для создания контролируемого неосесимметричного импеданса ЗПК приводят к доминированию азимутальных гармоник с номерами кратными ±5 в разложении адмитанса ЗПК в ряд Фурье по азимутальному углу, причем амплитуды этих гармоник возрастают с увеличением числа применяемых накладок. Анализ результатов испытаний показал, что наибольший эффект появления в канале не генерируемых динамиками азимутальных мод с повышенным уровнем амплитуды (фактически амплитуды этих мод сравнимы с амплитудой доминирующей моды, генерируемой динамиками) реализуется для мод, азимутальные номера которых отличаются от номера генерируемой доминирующей моды на числа кратные ±5. Данный эффект находится полностью в согласии с предсказанием аналитической модели влияния азимутальной неоднородности ЗПК на распространение вращающихся мод в цилиндрическом канале.

Храмцов И.В., Кустов О.Ю., Пальчиковский В.В., Бульбович Р.В. «Определение акустических характеристик образцов ЗПК на основе численного моделирования в трехмерной постановке» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 150-151 (2019)

Акустические характеристики звукопоглощающей конструкции (ЗПК) прогнозируют на основе полуэмпирических моделей. Для проверки соответствия акустических характеристик проектировочным значениям проводят испытания образцов ЗПК на интерферометрах. Однако, каждый испытываемый образец должен иметь идеальные геометрические параметры, что сильно отражается на разбросе получаемых для образца ЗПК акустических характеристиках. Последние 20 лет активно исследуется вопрос определения более точных акустических характеристик образцов ЗПК с помощью численного моделирования. Во многих известных работах использовались только упрощенные формы образцов ЗПК в виде одного резонатора (в основном цилиндрической формы) с одним отверстием по центру, что существенным образом отличается от реальных конструкций резонансных ЗПК, используемых в авиационных двигателях. Ранее, авторами впервые выполнено определение акустических характеристик однослойного образца реальной сотовой звукопоглощающей конструкции путем численного моделирования физических процессов в интерферометре с нормальным падением волн. Численное моделирование выполнено на основе решения нестационарных уравнений Навье–Стокса с учетом сжимаемости в полной трехмерной постановке методом недоразрешенного прямого численного моделирования (DNS). В качестве акустического сигнала используется «белый шум» с суммарным уровнем звукового давления 130 дБ на входе в расчетную область. Для верификации расчетов проведены измерения образца в интерферометре с нормальным падением волн с диаметром канала 50 мм. По результатам верификации установлено, что импедансные характеристики, полученные на основе численного моделирования, имеют высокое качество согласования с экспериментом. Разработанная методика определения акустических характеристик образцов звукопоглощающих конструкций на основе прямого численного моделирования верифицирована на полномасштабных образцах для интерферометров с нормальным падением волн с разным сечением канала, имеющих геометрические характеристики, соответствующие реальным однослойным ЗПК авиационных двигателей. В дальнейшем данный подход может использоваться для предсказания акустических характеристик образцов резонансных ЗПК с более сложной геометрией.

Пальчиковский В.В., Берсенев Ю.В., Корин И.А., Бурдаков Р.В. «Создание и испытания 40-канального генератора вращающихся звуковых мод для проведения исследований распространения шума в полномасштабной модели воздухозаборника авиационного двигателя» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 129-130 (2019)

Для проведения экспериментальных исследований в цилиндрическом канале в условиях вращающегося звукового поля в ПНИПУ разработан и изготовлен генератор звуковых мод. Генератор звука состоит из 40 динамиков, расположенных по окружности и соединенных с корпусом генератора через горны с плавно расширяющимся поперечным сечением канала. Дш улучшения согласования импеданса на выходе горнов в канале генератора мод сделано центральное тело. Для контроля уровня звукового давления вблизи динамиков в стенки горнов установлены микрофоны. Генератор собран в заглушенной камере Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа (ЛМГШиМА) ПНИПУ. При проведении испытаний генератора вращающихся мод он был соединен с моделью полномасштабного воздухозаборника с диаметром канала 1.783 м. Модель воздухозаборника состоит из двух корпусов, в один из которых можно устанавливать съемные панели ЗПК для исследования их акустических характеристик в условиях вращающегося звукового поля с контролем генерируемых мод, а также отрабатывать методы идентификации модального состава шума в канале, для чего во втором корпусе расположены 26-микрофонная линейная и 100-микрофонная круговая решетки с оптимизированным расположением микрофонов. Общая комплектация установки составила 182 измерительных канала. Генерация мод проводилась в диапазоне частот 500–4000 Гц. В корпус полномасштабной модели воздухозаборника были установлены жесткостенные панели. По результатам испытаний определено, что генератор вращающихся мод надежно генерирует моды с заданными номерами в диапазоне ±40 и их комбинации. При этом уровни звукового давления на выходе из канала установки достигают значений 145 дБ. Таким образом, 40-канальный генератор вращающихся звуковых мод имеет лучшие характеристики, чем ранее созданный 30-канапьный генератор на основе воздухозаборника ПС-90-А. Исследования выполнены на уникальной научной установке «Акустическая заглушенная камера с аэродинамическими источниками шума», регистрационный номер 500617.

Ершов В.В., Пальчиковский В.В. «Лучевая антенна с возможностью быстрой перенастройки по числу каналов и координатам микрофонов» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 57-58 (2019)

Целью работы является разработка оптимизированной конструкции микрофонной антенны для измерения источников шума и проведение сравнительных испытаний созданной антенны и антенны подобного класса от производителя Br÷uel&Kjær (Дания). В работе описаны результаты отработки поиска оптимального расположения микрофонов, обеспечивающего максимальный динамический диапазон локализации источников шума в заданном диапазоне частот. Разработан алгоритм проведения оптимизации распределения микрофонов в плоской антенне. Написан соответствующий программный код с графическим интерфейсом. Отработка методов оптимизации позволила установить, что для обеспечения наилучшей разрешающей способности апертура антенны должна быть максимальной. Это достигается максимально удаленным от центра антенны расположением микрофонов. По отработанному алгоритму выполнено проектирование оптимизированной 9-лучевой 54-микрофонной антенны с увеличенной апертурой. После чего была разработана конструкция антенны, позволяющая изменять количество микрофонов и их положение по угловой и радиальной координате с точностью до 1° и 1 мм соответственно. Проведены испытания изготовленной оптимизированной антенны по измерению шума стационарных источников, а также шума чистой турбулентной воздушной струи в акустической заглушенной камере ПНИПУ. Также выполнены измерения шума указанных источников с помощью 9-лучевой 54-микрофонной антенны Br÷uel&Kjær. Представлены результаты обработки полученных в экспериментах данных по шуму стационарных источников и шуму струи. Обработка проведена в разработанном программном продукте. В основе обработки лежит процедура локализации источников шума методом Cross-spectral Beamforming. Сопоставление результатов обработки измерений шума показало, что созданная оптимизированная антенна по сравнению с антенной Br÷uel&Kjær позволяет лучше локализовывать источники шума во всем интересующем диапазоне частот, что выражается в более компактной области локализации звуковых источников на карте. На высоких частотах, в тех случаях, когда уровень паразитного шума сопоставим с уровнем излучения основного источника шума, оптимизированная антенна дает менее зашумленную карту локализации. Исследования выполнены на уникальной научной установке «Акустическая заглушенная камера с аэродинамическими источниками шума», регистрационный номер 500617.

Трушляков В.И., Новиков А.А., Лесняк И.Ю., Паничкин А.В. «Исследование процесса испарения жидкости со свободной поверхностью в замкнутой ёмкости при понижении давления и акустическом воздействии» Теплофизика и аэромеханика, № 2, с. 275-286 (2019)

Проведены теоретико-экспериментальные исследования процесса испарения жидкости со свободной поверхностью в замкнутой ёмкости при вакуумном и акустическом воздействиях. Разработана математическая модель влияния акустического воздействия и давления газа в замкнутой ёмкости на температуру и скорость испарения жидкости. Разработана программа и методика проведения экспериментов, создан экспериментальный стенд, реализована программа экспериментов. При проведении экспериментов использовался пьезокерамический излучатель с постоянными во времени значениями частоты и амплитуды колебаний. В качестве жидкости рассматривалась дистиллированная вода. В работе приведены экспериментальные зависимости изменения температуры жидкости и расчетные значения скорости испарения жидкости как при совместном вакуумном и акустическом воздействиях, так и при воздействии этих факторов по отдельности. Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных значений температур жидкости в процессе испарения показал совпадение с точностью до 10%. Авторами проведен регресссионный анализ влияния на скорость испарения жидкости таких факторов, как давление в вакуумной камере и мощность акустического воздействия. Получено уравнение регрессии, позволяющее оценить влияние акустического и вакуумного воздействий на скорость испарения жидкости в процессе эксперимента при различных давлениях и массах жидкости. Сформулированы предложения для проведения дальнейших исследований.

Милешин В.И., Мухамедзянова М.М., Панков С.В., Россихин А.А. «Использование гармонических методов для расчета тонального шума вентиляторов и компрессоров» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 97-98 (2019)

Одним из возможных подходов к увеличению скорости расчета тонального шума лопаточных машин является переход от методов расчета во временной области к методам расчета в частотной области. Гармонические методы, в рамках которых нестационарное поле течение ищется в виде заданного набора полей гармоник, доказали свою эффективность в применении к расчетам тонального шума вентиляторов, где они позволяют сократить расчетную область до одного межлопаточного канала на каждый венец. Также в ряде работ, в том числе выполненных авторами, было показано, что гармонические методы позволяют провести приближенный расчет тонального шума многоступенчатой турбомашины с приемлемой точностью и вычислительными затратами. При этом возможно использование гармонических методов, как в линейной, так и в нелинейной постановке. Одним из программных комплексов, в которых реализована возможность проведения расчетов тонального шума многоступенчатых турбомашин в частотной области, является программный комплекс ЦИАМ 3DAS. Метод, используемый в программном комплексе, основан на разложении нестационарного трёхмерного вязкого потока в системе отсчета лопаточного венца на две части: на стационарный неоднородный трёхмерный вязкий поток и нестационарные трёхмерные возмущения. Невязкие уравнения для возмущений решаются с использованием численных схем вычислительной аэроакустики.В программном комплексе дискретизация по пространству построена на основе метода конечных объемов, с использованием обобщенной на метод конечных объемов DRP схемы (Dispersion Relation Preserving Scheme). Для дискретизации уравнений по времени используется шестишаговая схема Рунге–Кутты типа HALE-RK (High-accuracy large-step explicit Runge–Kutta) четвертого порядка. Для расчета акустических характеристик в дальнем поле используется метод, основанный на уравнении Фокс Вильямса–Хоукингса. Метод расчета тонального шума многоступенчатых лопаточных машин в частотной области, реализованный в программном комплексе ЦИАМ 3DAS, отталкивается от кинематических соотношений, описывающих зависимость полей течения в турбомашине от времени и азимутального угла. В рамках метода решение в лопаточном венце ищется в виде набора полей гармонических фрагментов – совокупностей возмущений в венце, имеющих одинаковую частоту и фазовый сдвиг между границами межлопаточного канала. Ранее авторами было показано, что течение в венце можно разложить по гармоническим фрагментам. При этом каждой из гармоник базовой частоты возмущений в венце соответствует конечное число гармонических фрагментов, определяемое геометрией турбомашины. Данный метод прошел апробацию на тестовых задачах, а также на задаче расчета тонального шума первой подпорной ступени вентилятора ТРДД на режиме «посадка». Было показано удовлетворительное соответствие как между результатами расчетов во временной и в частотной областях, а также между результатами расчетов и эксперимента. В работе описываются результаты применения метод расчета тонального шума лопаточных машин в частотной области к различным вентиляторам и компрессорам низкого давления. В тех случаях, когда это возможно, выполнено сопоставление полученных результатов с результатами экспериментов, выполненных на стенде ЦИАМ Ц-3А.

Панкратов А.Н., Бритенков А.К. «Обобщенный спектрально-аналитический метод: проблемы описания цифровых данных семействами ортогональных полиномов» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 1, с. 5-14 (2004)

Описание экспериментальных сигналов обобщенными рядами Фурье высокого порядка содержит ряд проблем при численной реализации. В работе исследована потеря ортогональности при дискретизации области определения классических ортогональных многочленов непрерывного аргумента. Предложен устойчивый и эффективный алгоритм вычисления функций Лагерра и Эрмита высокого порядка. Точность предложенного алгоритма и теоретическое значение квадратурных формул Гаусса подтверждены на численном примере. Рассматривается проблема выбора масштабного коэффициента для адаптивной аппроксимации. Предложенные методы актуальны для исследования радиофизических сигналов (акустических, импульсного ядерного магнитного резонанса ЯМР), биофизических измерений (лазерной доплеровской флоуметрии и экономических показателей (колебаний биржевых курсов.

Панов С.Н. «Акустическая локализация источников шума микрофонными антеннами» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 62-63 (2019)

Решение задач прикладной акустики требует частотной, временной и пространственной локализации источников шума. При исследовании шумообразования все большее применение находит использование портативных микрофонных антенн, использующих встроенные MEMS микрофоны с миниатюрными цифровыми усилителями с непосредственным вводом данных в ПК по USB портам. В докладе приводится обзор используемых в настоящее время систем локализации шума на основе микрофонных решеток, особенности конфигурации, основные параметры, специализированное программное обеспечение, алгоритмы обработки данных и основные применения. Приводится особенности двух систем локализации источников на основе использования MEMS микрофонных антенн.

Мубассарова А., Богомолов Л.М., Закупин А.С., Пантелеев И.А. «Вариации скорости деформации и акустической эмиссии нагруженных образцов мрамора, вызванные внешним электромагнитным полем» Триггерные эффекты в геосистемах. Тезисы докладов III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г., с. 50-51 (2015)

Пантелеев И.А., Мубассарова В.А., Дамаскинская Е.Е., Богомолов Л.М., Наймарк О.Б. «Влияние слабого электрического поля на пространственно-временную динамику акустической эмиссии при одноосном сжатии гранита» Триггерные эффекты в геосистемах. Тезисы докладов III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г., с. 54-55 (2015)

Папин А.А., Сибин А.Н. «Моделирование движения смеси твердых частиц и жидкости в пористых средах с учетом внутренней суффозии» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 82-94 (2019)

Рассматривается математическая модель изотермической внутренней эрозии грунта без учета деформации пористой среды. При достижении определенной величины скорости фильтрации происходит вынос частиц грунта из области течения. В качестве математической модели используются уравнения сохранения массы для воды, подвижных твердых частиц и неподвижного пористого скелета, а также аналог закона Дарси для воды и подвижных твердых частиц и соотношение для интенсивности суффозионного потока. Подвижные частицы грунта рассматривались как отдельная фаза, имеющая свою скорость фильтрации, которая определяется в ходе решения задачи. Данное предположение позволило построить замкнутую модель. Предложен алгоритм численного решения начально-краевой задачи фильтрации грунтовых вод с учетом внутренней эрозии грунта и проведены тестовые численные расчеты. Результаты расчетов хорошо коррелируют с экспериментальными данными.

Нагнибеда Е.А., Папина К.В. «Неравновесная колебательная и химическая кинетика в потоках воздуха в соплах» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 5, № 2, с. 287-299 (2018)

Численно исследуются неравновесные течения пятикомпонентного воздуха N₂/O₂/ NO/N/O в соплах на основе поуровневого описания. Учитываются химические реакции обмена атомами, диссоциация, рекомбинация и переходы колебательной энергии молекул. Показано формирование неравновесных небольцмановских распределений с образованием платообразного участка на средних уровнях. Изучено влияние моделей реакций обмена, условий в критическом сечении и формы профиля на колебательные распределения и макропараметры течения. Проведено сравнение с результатами, полученными в однотемпературном приближении.

Папкова Ю.И., Папков С.О. «Звуковое поле в морском волноводе с цилиндрической неоднородностью» Акустический журнал, 65, № 5, с. 650-661 (2019)

Построено трехмерное аналитическое решение для модели неоднородного гидроакустического волновода с цилиндрической неоднородностью внутри осадочного слоя. Предложен численно-аналитический метод нахождения потенциала скоростей, при котором неопределенные коэффициенты при нормальных модах определяются из соответствующей бесконечной системы линейных алгебраических уравнений. Исследовано асимптотическое поведение амплитудных коэффициентов в системе. Проведено численное исследование звуковых полей при варьировании параметров задачи.

Папкова Ю.И., Папков С.О. «Звуковое поле в морском волноводе с цилиндрической неоднородностью» Акустический журнал, 65, № 5, с. 650-661 (2019)

Построено трехмерное аналитическое решение для модели неоднородного гидроакустического волновода с цилиндрической неоднородностью внутри осадочного слоя. Предложен численно-аналитический метод нахождения потенциала скоростей, при котором неопределенные коэффициенты при нормальных модах определяются из соответствующей бесконечной системы линейных алгебраических уравнений. Исследовано асимптотическое поведение амплитудных коэффициентов в системе. Проведено численное исследование звуковых полей при варьировании параметров задачи.

Зверев А.Я., Лесных Т.О., Паранин Г.В. «Экспериментальное определение звукоизоляции натурных панелей самолета МС-21» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 243-244 (2019)

В реверберационных камерах акустического стенда АК-11 проведены экспериментальные исследования по определению звукоизоляции двух цилиндрических панелей увеличенного размера, моделирующих бортовую конструкцию фюзеляжа самолета МС-21. Испытания проведены с потолочной панелью, облицованной различным набором теплозвукоизолирующих материалов и с оконной панелью, облицованной различным набором ТЗИ и панелью интерьера. Испытания панелей по определению их звукоизоляции проводились с применением двух методов. Для определения суммарной звукоизоляции использовался стандартный реверберационный метод. Для оценки звукоизоляции различных зон панели был использован интенсиметрический метод. В результате испытаний определена звукоизоляция потолочной панели без ТЗИ, а также с одним и двумя слоями облицовки матами «Микролайт». Проведено сравнение с результатами, полученными ранее на плоской панели. Определены эффекты увеличения звукоизоляции панели при различных вариантах ее облицовки по сравнению со звукоизоляцией голой панели. Установлено, что применение матов «Микролайт» в качестве ТЗИ становится эффективным на частотах выше 200 Гц. В диапазоне частот 200–315 Гц эффективность покрытия не превышает 2–4 дБ в зависимости от толщины слоя. С повышением частоты эффективность облицовки увеличивается и достигает 41 дБ в полосе 8 кГц при двухслойном покрытии панели. Определена звукоизоляция оконной панели без облицовки, с облицовкой одним и двумя слоями матов «Микролайт», двумя слоями матов и панелью интерьера. Проведено сравнение звукоизоляции оконной и потолочной панелей. Показано, что звукоизоляция двух разных панелей с одним слоем ТЗИ примерно одинакова. Звукоизоляция оконной панели с двумя слоями ТЗИ на частотах, превышающих 1 кГц, меньше звукоизоляции потолочной панели из-за пониженной изоляции окон. Получены оценки собственной звукоизоляции окон. С применением интенсиметрического метода дана оценка звукоизоляции различных зон панели с установленным интерьером. Определена область с пониженной звукоизоляцией панели интерьера и даны рекомендации по ее увеличению.

Паршина Л.В., Рябов В.М., Ярцев Б.А. «Рассеяние энергии при колебаниях неоднородных композитных структур. 1. Постановка задачи» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 5, № 2, с. 300–309 (2018)

Предложена математическая модель затухающих колебаний слоистых пластин, образованных конечным числом компонуемых в анизотропную структуру произвольно ориентированных ортотропных вязкоупругих слоев конструкционных полимерных композиционных материалов (ПКМ), на одну из наружных поверхностей которой нанесен слой «жесткого» изотропного вязкоупругого полимера. Модель строится на основе использования вариационного принципа Гамильтона, уточненной теории пластин Рейсснера–Миндлина и принципа упруго-вязкоупругого соответствия в линейной теории вязкоупругости. При описании физических соотношений материалов слоев ортотропных конструкционных ПКМ влияние частоты колебаний и температуры окружающей среды считается пренебрежимо малым, в то время как для слоя «жесткого» вязкоупругого полимера учет температурно-частотной зависимости упруго-диссипативных характеристик выполняется на основе экспериментально определенных обобщенных кривых. В качестве частного случая общей задачи путем пренебрежения деформированием срединной поверхности в направлении одной из осей пластины получены уравнения движения балки Тимошенко, на одну из наружных поверхностей которой нанесен слой «жесткого» изотропного вязкоупругого полимера. Минимизация функционала Гамильтона позволяет свести задачу о затухающих колебаниях анизотропных конструкций к алгебраической проблеме комплексных собственных значений. Для формирования системы алгебраических уравнений применяется метод Ритца с использованием многочленов Лежандра в качестве координатных функций. Сначала находятся вещественные решения. Для нахождения комплексных собственных частот системы в качестве их начальных значений используются найденные вещественные собственные частоты

Пахов В.В., Михайлов С.А. «Анализ акустических характеристик модельного несущего винта на различных режимах работы» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 32-33 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований, проведенных в аэродинамической трубе Т-1 К КНИТУ-КАИ (Казань), модифицированной для акустических исследований. Аэродинамическая труба АДТ Т-1 К – малых скоростей (до 50 м/с), замкнутого типа, с открытой рабочей частью диаметром 2.25 м и длиной 3 м. Модификация аэродинамической трубы заключается в создании вокруг открытой рабочей части шумопоглощающей камеры. Целью исследований было получение аэроакустических характеристик модели несущего винта вертолета в ближнем акустическом поле. Такие данные могут быть использованы для валидации численных методов расчетов аэроакустических характеристик.

Пахомов М.А., Терехов В.И. «Влияние частоты импульсов на структуру течения и теплообмен в импактной газонасыщенной турбулентной струе» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 49-62 (2019)

Выполнено численное моделирование турбулентной структуры течения и теплообмена в нестационарной пузырьковой круглой импактной струи при вариации частоты импульсов. Математическая модель основана на использовании эйлерова подхода для описания динамики течения и теплообмена в дисперсной фазе (воздушные пузырьки). Задача рассматривается в осесимметричной постановке и решается система нестационарных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса с учетом двухфазности потока. Турбулентность несущей фазы (жидкость) описывается с использованием модели переноса компонент рейнольдсовых напряжений с учетом влияния пузырьков на генерацию турбулентности. Исследовано влияние частоты подачи импульсов на структуру течения и теплоперенос в газожидкостной импактной струе. Импульсный характер подачи струи вызывает как заметное увеличение турбулентности жидкости и теплопереноса в период действия импульса (до 2 раз), так значительное подавление этих параметров в период отсутствия подачи струи в сравнении со стационарной импактной пузырьковой струей при том же самом осредненном по времени расходе струи.

Ерофеев В.И., Иляхинский А.В., Никитина Е.А., Пахомов П.А., Родюшкин В.М. «Метод ультразвукового зондирования при оценке предельного состояния металлоконструкций, связанного с появлением пластических деформаций» Физическая мезомеханика: Международный журнал, 22, № 3, с. 65 - 70 (2019)

На примере деформации стали в области упругой и пластической деформации показано, что применение поверхностных волн Рэлея позволяет оценить напряженно-деформированное состояние конструкции как в области упругой, так и пластической деформации. Наиболее информативными параметрами при анализе предельного состояния, связанного с появлением пластических деформаций, являются дисперсия и форма зондирующего сигнала. Показано, что представление процессов, определяющих влияние среды на параметры упругой волны статистической моделью в виде распределения Дирихле, позволяет выделить новый диагностический признак акустической анизотропии в конструкции, описывающей распространение ультразвуковых волн в материале, подверженном упругопластическому деформированию. Эти данные могут быть использованы для предварительной оценки уровня деформации конструкции, перед оценкой ее состояния по результатам измерения скорости волн.

Зайцев А.И., Дмитриев С.М., Куркин А.А., Пелиновский Е.Н. «Вероятностная оценка опасности цунами на побережье египта в районе возводимой АЭС "Эль-Дабаа"» Вопросы атомной науки и техники. Серия: Математическое моделирование физических процессов, № 2, с. 81-89 (2019)

Необходимость оценки опасности цунами на побережье Египта возникла в связи со строительством атомной станции "Эль-Дабаа" (координаты 28,5270° в.д., 31,1032° с.ш.), тендер на который выиграла российская корпорация "Росатом". Для анализа долговременной опасности цунами использован популярный в настоящее время метод PTHA, основанный на статистическом анализе большого числа реальных и прогностических землетрясений с последующим расчетом волн цунами от возможных землетрясений. Показано, что предсказываемый уровень подъема воды в районе АЭС составляет 6±2 м на период 10 тыс. лет

Диденкулова И.И., Пелиновский Е.Н. «Накат нелинейной монохроматической волны на плоский откос в присутствии прилива» Океанология, 59, № 4, с. 529-532 (2019)

Решается нелинейная задача теории мелкой воды о накате длинной волны на плоский откос в присутствии прилива с помощью преобразования Карриера-Гринспана. Получено точное решение нелинейной задачи для высоты наката в зависимости от амплитуды падающей волны, и исследовано влияние прилива на характеристики наката волн на берег.

Адян С.И., Андреев Н.Н., Беклемишев Л.Д., Гончаров С.С., Ершов Ю.Л., Матиясевич Ю.В., Осипов Ю.С., Пентус М.Р., Плунгян В.А., Рахилина Е.В., Садовничий В.А., Семёнов А.Л., Татевосов С.Г., Тихомиров В.М., Шень А.Х. «Владимир Андреевич Успенский (27.11.1930–27.06.2018)» Успехи математических наук, 74, № 4, с. 165-180 (2019)

Качанов В.К., Соколов И.В., Первушин В.В., Тимофеев Д.В. «Структуроскопия изделий из полимерных материалов с помощью анализа мгновенного спектра ультразвуковых сигналов» Дефектоскопия, № 6, с. 3-10 (2019)

Показано, что с помощью анализа мгновенного спектра ультразвукового сигнала, прошедшего в теневом режиме через исследуемое изделие, возможно установить степень различия структуры изделий из полимерных мелкодисперсных материалов с различным содержанием одной из компонент полимера, что не удается сделать с помощью традиционных методов ультразвуковой структуроскопии, основанных на анализе степени затухания и измерении скорости ультразвука в материале.

Куличков С.Н., Чунчузов И.П., Попов О.Е., Перепелкин В.Г., Голикова Е.В., Буш Г.А., Репина И.А., Цыбульская Н.Д., Горчаков Г.И. «Внутренние гравитационные и инфразвуковые волны во время урагана в Москве 29 мая 2017 г .» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 55, № 2, с. 32-40 (2019)

Приведены данные регистрации внутренних гравитационных волн (ВГВ) и инфразвуковых волн, образовавшихся при прохождении через Москву теплого и холодного фронтов, связанных с атмосферным штормом 29 мая 2017 г. Регистрация волн проводилась на сети 4 микробарографов ИФА–МГУ–Мосрентген–ЗНС, размещенных в Москве и Московской области, и сравнивалась с данными измерений параметров инфразвуковых волн в г. Дубне на станции IS43. Исследуются изменения характеристик ВГВ и инфразвуковых волн (когерентности, азимуты и фазовые скорости распространения, характерные периоды и частотные спектры) с течением времени при прохождении теплого и холодного фронтов. Исследуется также переход от гравитационной к акустической дисперсионной ветви акустико-гравитационных волн с ростом частоты и временная модуляция фазовой скорости инфразвуковых волн, вызванная ВГВ. Приведены данные измерений концентраций аэрозоля PM10 и концентрации газа NO₂ в разных пунктах г. Москвы в процессе приближения атмосферного шторма. Исследуется возможность обнаружения волновых предвестников атмосферных штормов одновременно в вариациях атмосферного давления, скорости ветра и концентрациях примесей.

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Переселков С.А. «Экспериментальное обоснование эффективности голографической обработки векторно-скалярных сигналов» Гидроакустика, № 38-1, с. 15-27 (2019)

Выполнено экспериментальное исследование эффективности голографического метода обнаружения и пеленгования движущегося широкополосного источника в мелком море с применением одиночного малогабаритного векторно-скалярного приемника и буксируемого по различным траекториям широкополосного излучателя. Показано, что голографический метод, как и при обработке по потоку мощности, измеряет пеленг с погрешностью не более, чем погрешность оценки пеленга скалярной антенной с апертурой 100 м, но обладает повышенной помехоустойчивостью обнаружения и однозначностью не только оценки пеленга, но и координат движущегося источника.

Кашуба А.С., Пермикина Е.В., Хамидуллин К.А., Драгунов Д.Э., Седяков А.И. «Применение звуковых колебаний в процессе микроструктурирования поверхности высокоомного монокристаллического кремния» Прикладная физика, № 4, с. 66-72 (2019)

Приведены результаты исследований воздействия звуковых колебаний в процессе химического микроструктурирования поверхности монокристаллического кремния ориентации (100). Установлено, что акустические эффекты при частоте звуковых колебаний 120–150 Гц позволяют получать фигуры травления заданной конфигурации по всей площади поверхности образцов. Показано, что для улучшения конфигурации ямок травления, в раствор, где происходит процесс травления кремния, целесообразно добавлять перекись водорода.

Новотрясов В.В., Пермяков М.С. «Экспериментально-теоретическое определение предельной амплитуды и минимальной длительности уединенных волн в слабодиспергирующем мелком море» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 3, с. 67-72 (2019)

Представлены результаты анализа натурных измерений волнового бора на пикноклине мелкого моря, выполненных с помощью вертикально расположенных термисторов. Для гидродинамической интерпретации пространственно-временной структуры бора используется математическая модель слабодисперсного мелкого моря, в которой учитывается влияние кубической нелинейности и низкочастотной дисперсии. Определены предельная амплитуда и минимальная длительность солитонных решений модели. Предложен алгоритм оценки указанных параметров на основе данных измерений пульсаций изотерм, индуцированных бором. Выполнены оценки предельной амплитуды и минимальной длительности уединенных волн на пикноклине в прибрежной зоне Японского моря.

Григорьев В.А., Луньков А.А., Петников В.Г., Шатравин А.В. «Оценка возможностей идентификации гренландских китов на арктическом шельфе» Акустический журнал, 65, № 5, с. 596-607 (2019)

Используя реальные записи сигналов гренландских китов, в рамках численного моделирования рассмотрено распространение этих сигналов в мелководном волноводе арктического типа. Анализировалась степень затухания и искажения сигналов китов с ростом расстояния в условиях: 1) мягкого и жесткого дна, 2) различной глубины погружения кита, 3) поверхностного волнения, 4) аддитивных шумов, 5) приема на одиночный гидрофон и вертикальную антенну. Затухание сигналов оценивалось по изменению уровня звукового давления (SPL). Искажение сигналов оценивалось по изменению коэффициента корреляции между спектрограммами принимаемых сигналов и эталонными спектрограммами. Показано, что характеристики затухания и искажения выходных сигналов антенны по сравнению с сигналами одиночного приемника более стабильны и устойчивы к изменениям глубины кита, к возможным в условиях Арктики значительным перепадам скорости звука в дне вдоль акустической трассы, а также к воздействию аддитивных шумов. Полученные результаты могут быть использованы для пассивного мониторинга гренландских китов на арктическом шельфе.

Белов В.Д., Гладилин А.В., Смагин Д.А., Петров А.А., Маслов В.Л. «Эффективность применения систем активного гашения колебаний судовых конструкций» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 2, с. 150-158 (2019)

Объект и цель научной работы. Экспериментальное исследование эффективности применения систем активного гашения (САГ) колебаний судовых конструкций. Материалы и методы. Испытания систем активного виброгашения на макетах, имитирующих судовое оборудование. Измерения параметров виброакустических полей при выключенной и включенной САГ. Эффективность активных средств оценивалась по уменьшению среднеквадратичных значений вибрации фундаментной конструкции. Основные результаты. Испытания САГ показали высокую эффективность снижения вибраций, возбуждаемых периодическими силами и передающихся на судовые конструкции через опорные связи. Эффективность 4-канальной САГ составила не менее 18 дБ. Эффективность 6-канальной САГ, направленной на снижение периодической вибрации, распространяющейся от движителя через валопровод на фундаментные конструкции, составила ∼10 дБ. Заключение. Показана перспективная возможность эффективного применения активных средств виброгашения для снижения вибрации, создаваемой оборудованием и механизмами и распространяющейся через опорные связи по судовым конструкциям.

Петров А.П., Прончева О.Г. «Моделирование выбора позиций индивидами при информационном противоборстве с двухкомпонентной повесткой» Математическое моделирование, 31, № 7, с. 91-108 (2019)

Статья посвящена разработке и анализу модели выбора позиций индивидами при информационном противоборстве по двум темам. Рассматривается общество, в котором конкурируют две партии, занимающие по этим темам противоположные позиции. Противоборство состоит в том, что в каждой из этих тем каждая из партий распространяет свои информационные потоки через аффилированные средства массовой информации. Индивиды воспринимают эти потоки, становятся сторонниками той или иной партии по каждому из вопросов и агитируют других индивидов в соответствии со своими политическими предпочтениями. Относительная значимость тем определяется на основе теории установления повестки дня. Именно, дебатируемая тема считается тем более значимой, чем выше суммарная интенсивность вещания обеих партий по этой теме. Математическая модель построена в двух вариантах. Один из них предполагает межличностные коммуникации однородно распределенными по социуму; для него рассматривается вопрос о том, как параметры системы влияют на устойчивость решений. Второй вариант предполагает, что в социуме имеются две группы (этнические общины, социальные классы и т.д.), члены каждой из которых больше коммуницируют друг с другом, чем с другой группой. Для этого варианта рассмотрена простейшая теоретико-игровая постановка: каждая из партий распределяет доступное ей медийное вещание на две темы, стремясь максимизировать превосходство в количестве сторонников над другой партией в конце противоборства.

Петров В.В. «Применение комбинированного приёмника в качестве гидрофона давления для увеличения помехоподавления» Измерительная техника, № 5, с. 61-64 (2019)

Рассмотрены алгоритмы увеличения помехоподавления гидрофона. Увеличение достигается в результате использования априорной информации о структуре поверхностного шума среды.

Моргунов Ю.Н., Голов А.А., Буренин А.В., Петров П.С. «Исследования пространственно-временной структуры акустического поля, формируемого в глубоком море источником широкополосных импульсных сигналов, расположенным на шельфе Японского моря» Акустический журнал, 65, № 5, с. 641-649 (2019)

Обсуждаются результаты экспериментов, проведенных в сентябре 2017 г. для обоснования применимости способа позиционирования подводных объектов при их функционировании на глубинах, существенно превышающих глубину оси подводного звукового канала. Приводятся результаты экспериментальных исследований и численного анализа эффекта фокусировки акустической энергии в придонном слое на шельфе и переходе ее в глубоководные (до 500 м) слои Японского моря для летне-осенних гидрологических условий. Эксперименты по приему широкополосных импульсных сигналов с центральной частотой 400 Гц проводились на различных удалениях (20, 68, 86, 90 и 198 км) от источника навигационных сигналов, установленного на глубине 35 м у побережья вблизи мыса Шульца. Для приема сигнальной информации была использована система с распределенными по глубине до 500 м гидрофонами, с возможностью длительной регистрации сигналов на фиксированных глубинах или в процессе погружения. Результаты экспериментов позволили исследовать импульсные характеристики акустических волноводов, рассчитать эффективные скорости распространения навигационных сигналов, принимаемых на различных глубинах, а также сделать выводы о возможности решения задач позиционирования автономных подводных аппаратов на глубинах до 500 м и при удалении от источника навигационных сигналов до 200 км. Выполнено математическое моделирование распространения акустических волн в волноводе, воспроизводящем условия эксперимента, с применением метода нормальных волн.

Акуличев В.А., Моргунов Ю.Н., Голов А.А., Каменев С.И., Петров П.С. «Особенности глубоководного приёма импульсных псевдослучайных сигналов при распространении из шельфа в глубокое море» Доклады академии наук, 487, № 3, с. 322-327 (2019)

Обсуждаются результаты эксперимента, проведённого в сентябре 2017 г., для обоснования применимости эффекта “акустического оползня” при решении задач позиционирования автономных подводных аппаратов в случае их функционирования на глубинах, существенно превышающих глубину оси подводного звукового канала. Приводятся результаты экспериментальных исследований и численного анализа эффекта фокусировки акустической энергии в придонном слое на шельфе и переходе её в глубоководные (до 500 м) слои Японского моря для летне-осенних гидрологических условий. Выполнено математическое моделирование распространения акустических волн в модельном волноводе, воспроизводящем условия эксперимента, с применением метода параболического уравнения. Наблюдаемые эффективные скорости распространения сигналов объяснены с использованием метода нормальных волн.

Шульдешов Е.М., Краев И.Д., Петрова А.П. «Звукопоглощающий материал-конструкция для снижения шума авиационных двигателей на местности» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 137-138 (2019)

С целью повышения эффективности систем шумоглушения двигательных установок воздушных судов и снижения массы звукопоглощающих конструкций во ФГУП «ВИАМ» был разработан звукопоглощающий материал-конструкция состоящий из стеклосотопласта марки ССП-1-8Т и звукопоглощающего элемента, пропитанного гидрофобизирующим составом, расположенным внутри каждой ячейки стеклосотопласта и закрепленного на определенной высоте. Материал-конструкции присвоена марка ВЗМК-1. Представлены схематичные изображения разработанного заполнителя. Доклад посвящен исследованию характеристик материала марки ВЗМК-1, в том числе на интерферометре, при уровнях шума до 150 дБ. Исследовалось изменение параметров пористой вставки и ее расположения на комплекс свойств материала, а так же изменение акустических характеристик при разных уровнях шума и входных перфорированных слоях. Сделан вывод о том, что применение материал-конструкции марки ВЗМК-1 может позволить снизить массу звукопоглощающих конструкций, за счет замены внутренних перфорированных слоев пористой вставкой, при этом расширив частотный диапазон эффективного звукопоглощения. Применение ВЗМК-1 дает возможность настройки акустических характеристик без изменения параметров звукопоглощающих конструкций, таких как процент перфорации, толщина перфорированного слоя и итоговая толщина конструкции, что в значительной мере расширяет возможности акустической настройки систем шумоглушения при доводке двигательных установок.

Ширяева С.О., Петрушов Н.А., Григорьев А.И. «Об устойчивости сильно заряженной капли, подвешенной в суперпозиции гравитационного и электростатического полей» Журнал технической физики, 89, № 8, с. 1183-1189 (2019)

Для сильно заряженной капли, подвешенной в неподвижном состоянии в суперпозиции гравитационного и электростатического полей, найдены критические условия реализации ее неустойчивости по отношению к собственному и индуцированному зарядам. Все расчеты проведены в четвертом порядке малости по величине стационарной деформации сферической формы капли и первом порядке по безразмерной амплитуде ее капиллярных осцилляций. Найдены зависимости величин критических параметров Рэлея W_cr и Тейлора w_cr от радиуса изначально сферической капли, плотности, коэффициента поверхностного натяжения, ускорения свободного падения и от номера моды осцилляций, отличные от таковых для свободной капли. С увеличением номера моды критическое значение параметра Рэлея растет и выходит на асимптотику W_cr ∼0.95, а критическое значение параметра w_cr снижается и выходит на асимптотику w_cr∼1/25 ·10^–4. Указанные изменения W_cr и w_cr объясняются наличием условия неподвижности центра масс в подвесе, связывающего W_cr, w_cr и ускорение поля сил тяжести. Ключевые слова: заряженная капля, электростатический подвес, осцилляции.

Петухов В.Г., Чжоу Ж. «Расчет возмущенной импульсной траектории перелета между околоземной и окололунной орбитами методом продолжения по параметру» Вестник Московского авиационного института, 26, № 2, http://vestnikmai.ru/publications.php?ID=104887 (2019)

Предлагается новый метод решения задачи расчета возмущенной двухимпульсной траектории перелета за заданное время между круговыми околоземной и окололунной орбитами заданной высоты и наклонения. На всех участках траектории учитываются ускорения сил притяжения Земли, Луны и Солнца как точечных масс и ускорение от второй зональной гармоники геопотенциала. Расчет траектории перелета сводится к решению двухточечной краевой задачи для системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Разработанный метод основан на методе продолжения и не требует начального приближения для решения краевой задачи.

Пивоваров Ю.В. «Расчет движения вязкой жидкости, частично заполняющей вращающуюся полость, при больших числах Рейнольдса» Вычислительные технологии, 24, № 3, с. 88-105 (2019)

Рассматривается плоскопараллельное стационарное движение вязкой несжимаемой жидкости, частично заполняющей цилиндрическую вращающуюся полость. Предполагается, что область с невозмущенной свободной границей является полукругом. Она конформно отображается на полосу таким образом, что ее угловые точки переходят в бесконечно удаленные точки полосы. При численном счете на боковых разрезах полосы ставятся асимптотические условия для вихря и функции тока, а на образе границы с твердой стенкой – условия проскальзывания Навье. После решения задачи в полукруге из условий для нормальных напряжений находится форма возмущенной свободной границы.

Любимов Д.А., Постников А.А., Пикалов М.Е., Терехова А.А. «Анализ RANS/ILES методом спектральных свойств и уровня пульсаций давления в дозвуковом пространственном воздухозаборнике в компоновке с фюзеляжем летательного аппарата» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 278-279 (2019)

С помощью RANS/ILES метода высокого разрешения было исследовано течение в воздухозаборнике, интегрированном с планером летательного аппарата (ЛА), с фюзеляжем сложной формы из работы Постников А.А., Виноградов В.А., Комратов Д.В., Степанов В.А., Скрябин А.С. Исследование процессов обтекания дозвукового входного устройства, интегрированного с планером летательного аппарата // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2018. Т.19. № 4А. D-образное дозвуковое воздухозаборное устройство расположено на клине слива в «тени» за носовой частью фюзеляжа ЛА.

Пимштейн В.Г. «Некоторые теневые фотографии турбулентных струй при аэроакустических взаимодействиях» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 51-54 (2019)

В Акустическом отделении ЦАГИ на протяжении нескольких лет проводятся исследования процессов аэроакустических взаимодействий, результаты которых изложены в альбоме «Аэроакустические взаимодействия в турбулентных струях» (Физматлит, М., 2010), в котором подробно описаны методы получения фотографий, схемы опытов, параметры струй и излучателей звука. Приведены некоторые теневые фотографии, полученные в последних исследованиях и некоторые улучшенные снимки из альбома. Их разглядывание, на наш взгляд, может оказаться полезным для понимания процессов, протекающих в турбулентных струях.

Долматов Д.О., Седнев Д.А., Булавинов А.Н., Пинчук Р.В. «Применение алгоритма расчета в частотной области для ультразвуковой томографии слоисто неоднородных сред с использованием матричных антенных решеток» Дефектоскопия, № 7, с. 12-19 (2019)

Для обеспечения высокой скорости получения синтезированных изображений с использованием матричных антенных решеток (АР) в системах промышленной ультразвуковой томографии требуются вычислительно-эффективные алгоритмы пространственно-временной обработки. В этой связи большой интерес представляют алгоритмы с расчетами в частотной области, основанные на алгоритме быстрого преобразования Фурье. При этом разрабатываемые алгоритмы должны обеспечивать высокое качество получаемых результатов при различных условиях проведения ультразвуковой томографии. В случае ультразвуковой томографии многослойных структур одним из факторов, серьезно снижающих эффективность алгоритма, является непараллельность, а в предельном случае криволинейность границ слоев объекта контроля относительно плоскости сканирования. В данной статье предложен алгоритм расчета трехмерных томографических изображений в частотной области с использованием матричных фазированных решеток с компенсацией наклона объекта контроля относительно плоскости сканирования при использовании иммерсионного контакта. Эффективность предложенного метода подтверждается экспериментально.

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Максимова К.А. «Исследование взаимовлияния ячеек звукопоглощающих конструкций призматической формы» Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации, № 1, с. 397-404 (2018)

Проводится численно-экспериментальное прогнозирование акустической эффективности резонаторов Гельмгольца при их совместной работе. Выявлены закономерности и основные механизмы взаимовлияния резонаторов призматической формы. Разработана схема взаимного расположения резонаторов при их совместной работе с минимальным взаимовлиянием.

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Максимова К.А. «Численное прогнозирование акустической эффективности призматических резонаторов Гельмгольца различной конфигурации» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 142-143 (2019)

Одним из наиболее эффективных способов снижения шума авиационных двигательных установок является включение в ее состав звукопоглощающих конструкций (ЗПК). ЗПК представляют собой совокупность резонаторов Гельмгольца, выполненных в виде сотовой конструкции из полимерных композиционных материалов. Такие звукопоглощающие конструкции традиционно устанавливаются на внутренней поверхности воздухозаборника авиационного двигателя для снижения шума, распространяющегося в переднюю полусферу, и на стенках канала наружного контура двигателя для снижения шума, распространяющегося в заднюю полусферу. Особый интерес представляет использование группы резонаторов 1-DOF, 2-DOF, а также исследование их совместной работы. В рамках проведенных вычислительных экспериментов исследовалось взаимовлияние резонаторов призматической формы одинакового объема, резонаторов разного объема и составных резонаторов. Осуществлялся расчет величины демпфирующего эффекта, производимого резонаторами Гельмгольца при совместной работе, в диапазоне рабочих частот 100–3000 Гц на основе численного решения уравнения Гельмгольца. По результатам вычислительных экспериментов были получены зависимости коэффициента звукопоглощения от частоты. Выявлено взаимовлияние близко расположенных сотовых резонаторов одинакового объема при нормальном падении звуковой волны. Установлено, что акустическая эффективность пары резонаторов при совместной работе ниже, чем у единичного резонатора. При рассмотрении призматических резонаторов различного объема выявлено, что подобное сочетание резонаторов позволит с одной стороны уменьшить взаимовлияние резонаторов на их совместной частоте, а с другой стороны позволит увеличить широкополосность группы резонаторов. Обнаружено, что при совместной работе резонаторов различного объема повышается эффективность "базового” резонатора, а так же повышается широкополосность группы. При рассмотрении составных резонаторов выявлено, что наиболее эффективным сочетанием для "составного" и "базового" резонаторов, является сочетание, при котором резонатор меньшего объема находится сверху. Так на эффективность при совместной работе резонаторов влияет объем и форма. Следует подчеркнуть, что использование в качестве "базового" резонатора других форм, например "биконических", повысит эффективность системы в целом. Дополнительно стоит отметить, что при совместной работе составных резонаторов повышается не только эффективность "базового" резонатора, но и повышается широкополосность группы. В рамках верификации разработанной математической модели проводится сравнение результатов численного моделирования и лабораторных испытаний, проведенных на интерферометре с нормальным падением волны. Сравнительный анализ результатов численных расчетов с результатами лабораторных испытаний выявил, что для модели с парой резонаторов одинакового объема расхождение по коэффициенту звукопоглощения не превышает 5%, по частоте 2%.

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Максимова К.А., Храмцов И.В. «Исследование влияния параметров перфорации сотовых ЗПК на их акустическую эффективность» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 144-145 (2019)

В настоящее время экология авиационного транспорта стала второй по актуальности проблемой, выделяемой Международной организацией гражданской авиации (ИКАО), уступая первое место только безопасности полетов. Одной из доминирующих составляющих вредного воздействия авиации на окружающую среду является шум на местности, создаваемый воздушными судами. Одним из наиболее эффективных способов снижения шума авиационных двигательных установок является включение в её состав звукопоглощающих конструкций (ЗПК). В процессе изготовления ЗПК возможно образование различных технологических неоднородностей или дефектов. Наиболее распространенные дефекты – уменьшение или увеличение диаметра отверстий перфорации. Образование дефектов приводит к увеличению разброса акустических параметров при проведении испытаний. Это приводит к усложнению процесса обработки полученных данных испытаний, а также к недостоверности получаемых результатов. В рамках численных экспериментов осуществлялся расчет величины демпфирующего эффекта, производимого призматическими ячейками с диаметрами перфораций горловины 1.6–2.6 мм в диапазоне рабочих частот 500–3000 Гц. Исследования проводились при уровнях звукового давления 100 и 130 дБ. По результатам вычислительных экспериментов были получены зависимости коэффициента звукопоглощения от частоты, а также построены зависимости собственной частоты резонатора и коэффициента потери акустического давления от диаметра горловины. Выявлено, что при уровне звукового давления 100 дБ увеличение диаметра перфорации с 1.6 мм до 2.6 мм приводит к повышению собственной частоты резонатора на 36%. Максимальное значение коэффициента звукопоглощения наблюдается при значении диаметра 2.2 мм. При уменьшении диаметра от 2.2 мм до 1.6 мм происходит снижение коэффициента звукопоглощения на 21%. При увеличении диаметра перфорации с 2.2 мм до 2.6 мм также наблюдается снижение коэффициента звукопоглощения на 22%. Выявлено, что при уровне звукового давления 130 дБ увеличение диаметра перфорации с 1.6 мм до 2.6 мм приводит к повышению собственной частоты резонатора на 32%, а также к повышению коэффициента звукопоглощения на 52%. Максимальное значение коэффициента звукопоглощения наблюдается при значении диаметра перфорации 2.6 мм. Кроме того, анализ полученных результатов показал, что изменение диаметра горловины влияет на его широкополосность при обоих уровнях звукового давления. В рамках верификации разработанной математической модели проводится сравнение результатов численного моделирования и лабораторных испытаний, проведенных на интерферометре с нормальным падением волны при уровнях звукового давления 100 и 130 дБ. Образцы ЗПК были изготовлены методом 3D печати. Сравнительный анализ результатов численных расчетов с результатами лабораторных испытаний выявил, что максимальное расхождение наблюдается для расчетного варианта с диметром 2.4 мм и составляет 3.5%, а также для диаметра 1.8 мм и составил 8% для уровня звукового давления 100 и 130 дБ соответственно.

Питюк Ю.А., Гумеров Н.А., Абрамова О.А., Зарафутдинов И.А., Ахатов И.Ш. «Численное исследование взаимодействия двух деформируемых пузырьков в акустическом поле» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 4, с. 81-90 (2019)

С использованием метода граничных элементов для потенциальных течений исследуется трехмерная деформация двух пузырьков и пузырьков в кластере в идеальной несжимаемой жидкости под действием акустического поля. Изучается зависимость динамики двух взаимодействующих пузырьков от частоты и амплитуды акустического поля, расстояния между ними. Определены значения параметров акустического поля и кластера, при которых образуются струи, пузырьки деформируются или остаются сферическими. Исследуется поведение двух центральных пузырьков в структурированном кластере под действием акустического поля с различными частотой и амплитудой в зависимости от расстояния между пузырьками кластера. Проведен сравнительный анализ процесса деформации

Дубень А.П., Козубская Т.К., Плаксин Г.М., Родионов П.В., Софронов И.Л. «Задача бимформинга в вычислительном эксперименте: постановка и верификация» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 294-296 (2019)

В аэроакустике под бимформингом понимают технологию обработки сигнала, позволяющую определить пространственное расположение акустического источника, а также его мощность и спектральный состав на основе данных, полученных на расположенных вдали микрофонах. При этом источник восстанавливается на некоторой искусственно заданной сетке, покрывающей предполагаемую зону генерации акустического излучения. В современных экспериментальных исследованиях бимформинг представляет собой мощное средство, предоставляющее информацию исключительной практической значимости с точки зрения разработки малошумных конструкций летательных аппаратов. В последние годы можно отметить рост количества работ по аэроакустическим исследованиям с использованием бимформинга. Большая часть этих работ посвящена бимформингу в натурных и трубных экспериментах. Работ, использующих бимформинг при проведении численного моделирования, не так много. Практически все из них, в той или иной степени, повторяют экспериментальную технологию и используют те же программные продукты, которые применяются при обработке измерений в физическом эксперименте. В данной работе предпринята попытка поставить математическую задачу определения акустического источника и его спектральных свойств в более общем виде, опираясь на возможности сбора и представления данных, получаемых в ходе численного моделирования.

Зябиров А.Х., Плешаков А.Н. «Акустическая охранная система» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 52-54 (2019)

Разработан макет акустической охранной системы. С целью создания высокочувствительного датчика акустических волн и организации радиоканала для обеспечения симплексной связи. Для передачи на расстояния информации. Данная система является эффективной заменой проводным системам. Разработанный комплекс также можно применять в охранных системах, в промышленной автоматике, телеметрии, медицине, автомобильной промышленности и других сферах.

Власов А.А., Алейник А.С., Аширов А.Н., Плотников М.Ю., Варламов А.В. «Волоконно-оптические кабели с высокой акустической изоляцией» Письма в Журнал технической физики, 45, № 15, с. 29-32 (2019)

Проведены теоретические расчеты и экспериментальное исследование степени снижения акустической чувствительности оптического волокна в диапазоне частот 20–20 000 Hz внутри кабелей специальной конструкции. Достигнута высокая степень снижения акустической чувствительности: более чем на 29 dB по отношению к стандартному одномодовому волокну SMF-28 в полимерной оболочке. Данный результат может существенно повысить пороговую чувствительность измерительных систем на основе волоконно-оптических интерферометров. Ключевые слова: волоконно-оптические датчики, шум окружающей среды, шумоподавление, шумоизоляция.

Плохих А.П., Попов Г.А. «Возможность применения реверберационных камер для исследования собственного излучения эрд в наземных условиях» Известия Российской академии наук. Энергетика, № 3, с. 76-83 (2018)

Статья посвящена новому направлению, связанному с применением реверберационных камер в задачах оценки собственного излучения электрических ракетных двигателей (ЭРД). Рассматриваются современные методы определения помехоэмиссии технических объектов с использованием реверберационных камер, приводятся описания конструкций современных стендов, позволяющих в соответствии с международными стандартами проводить испытания на помехоустойчивость и помехоэмиссию в широком диапазоне частот без применения дорогостоящих поглотителей электромагнитного излучения. Обсуждается предложенный авторами новый подход для определения помехоэмиссии ЭРД, основанный на использовании реверберационных свойств металлических вакуумных камер. Приводятся пример технической реализации и варианты конструкций переизлучателей, обеспечивающих необходимые частотные диапазоны измерений.

Плохотников К.Э. «Об одном методе численного решения уравнения Шредингера» Математическое моделирование, 31, № 8, с. 61-78 (2019)

Рассмотрен метод численного решения уравнения Шредингера, который, отчасти, можно отнести к классу методов Монте-Карло. Метод излагается и одновременно иллюстрируется на примерах решения одномерного и многомерного уравнения Шредингера в задачах: линейного одномерного осциллятора, атома водорода и бензола.

Адян С.И., Андреев Н.Н., Беклемишев Л.Д., Гончаров С.С., Ершов Ю.Л., Матиясевич Ю.В., Осипов Ю.С., Пентус М.Р., Плунгян В.А., Рахилина Е.В., Садовничий В.А., Семёнов А.Л., Татевосов С.Г., Тихомиров В.М., Шень А.Х. «Владимир Андреевич Успенский (27.11.1930–27.06.2018)» Успехи математических наук, 74, № 4, с. 165-180 (2019)

Повещенко Ю.А., Гасилов В.А., Подрыга В.О., Ладонкина М.Е., Волошин А.С., Бойков Д.С., Беклемышева К.А. «Разностные схемы согласованной аппроксимации напряженно-деформированного состояния и энергобаланса среды» Математическое моделирование, 31, № 7, с. 3-20 (2019)

Методом опорных операторов для двумерных задач теории упругости построены интегрально согласованные аппроксимации компонент тензора деформаций и упругой энергии среды для уравнений теории упругости в терминах смещений. Исходные уравнения аппроксимированы на нерегулярных разностных сетках в плоскости R-Z цилиндрической системы координат. Аппроксимации в плоскости переменных R-Z получены из полных трехмерных аппроксимаций путем предельного перехода при стремлении к нулю угловой переменной. Построенные схемы сохраняют свойства дивергентности, самосопряженности и знакоопределенности, присущие соответствующим операторам в исходной системе дифференциальных уравнений.

Анисимов К.С., Кажан Е.В., Курсаков И.А., Лысенков А.В., Подаруев В.Ю., Савельев А.А. «Разработка облика самолета с использованием высокоточных методов вычислительной аэродинамики и оптимизации» Вестник Московского авиационного института, 26, № 2, http://vestnikmai.ru/publications.php?ID=104788 (2019)

Проведена разработка облика трехдвигательной компоновки типа «смешанное крыло–фюзеляж» (англ. BWB). С этой целью выполнена аэродинамическая оптимизация формы мотогондолы и положения двигателей. При оптимизации для расчета аэродинамических характеристик использован метод, основанный на численном решении трехмерных осреднённых по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса. Для поиска оптимального решения использован алгоритм эффективной глобальной оптимизации, основанный на построении имитационных моделей. Разработанная процедура рассмотрена в контексте многодисциплинарной оптимизации третьего поколения, проводимой в рамках проекта AGILE. При выполнении проекта созданная процедура применена к самолётам, выбранным в качестве тестовых случаев.

Подобная Е., Рыбнов Ю., Глазачев Д., Попова О., Шувалов В., Харламов В., Дженнискенс П. «Челябинский метеороид: анализ акустических сигналов в области прямого распространения звука» Триггерные эффекты в геосистемах. Тезисы докладов III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г., с. 92-93 (2015)

Повещенко Ю.А., Гасилов В.А., Подрыга В.О., Ладонкина М.Е., Волошин А.С., Бойков Д.С., Беклемышева К.А. «Разностные схемы согласованной аппроксимации напряженно-деформированного состояния и энергобаланса среды» Математическое моделирование, 31, № 7, с. 3-20 (2019)

Методом опорных операторов для двумерных задач теории упругости построены интегрально согласованные аппроксимации компонент тензора деформаций и упругой энергии среды для уравнений теории упругости в терминах смещений. Исходные уравнения аппроксимированы на нерегулярных разностных сетках в плоскости R-Z цилиндрической системы координат. Аппроксимации в плоскости переменных R-Z получены из полных трехмерных аппроксимаций путем предельного перехода при стремлении к нулю угловой переменной. Построенные схемы сохраняют свойства дивергентности, самосопряженности и знакоопределенности, присущие соответствующим операторам в исходной системе дифференциальных уравнений.

Подрыга В.О., Вихров Е.В., Поляков С.В. «Молекулярно-динамический расчет макропараметров технических газов на примере аргона, азота, водорода и метана» Математическое моделирование, 31, № 8, с. 44-60 (2019)

Работа посвящена молекулярно-динамическим расчетам свойств технических газов, исследование которых является традиционной проблемой физики вещества. В настоящее время наблюдается повышенный интерес к данной проблеме в связи с развитием нанотехнологий и их внедрением в различные отрасли промышленности. Необходимые для моделирования свойства газа выражаются в виде набора макропараметров, включающих кинетические коэффициенты, параметры уравнения состояния, величины кинетической, потенциальной, полной и внутренней энергий. Исследование выполнено для технических газов: аргон, водород, азот и метан при давлении 1 атм, в диапазоне температур 100–400 К. Полученные расчетные данные по макропараметрам газов хорошо согласуются с известными теоретическими оценками и данными экспериментов.

Пожалостин А.А., Штанько А.В. «Колебания двухслойной жидкости в баке с поперечной перегородкой» Естественные и технические науки, № 3, с. 19-22 (2019)

Получено точное решение краевой задачи гидроупругости о колебаниях двухслойной жидкости в баке с поперечной перегородкой. Приняты следующие допущения: колебания малые, движение однородной, несжимаемой жидкости потенциальное. Коэффициенты частотного уравнения – бесконечно быстро сходящиеся ряды.

Пожалостин А.А., Купоросова И.С. «Изгибные и параметрические колебания» Естественные и технические науки, № 5, с. 20-23 (2019)

Рассматривается задача о поперечных изгибных колебаниях прямолинейной упругой балки. Изгиб балки считается прямым. Рассматриваются малые колебания этой системы. В реальности данная система может рассматриваться как некоторая мачта и заводская прямолинейная труба. Изложен подход, основанный на методе Граммеля. В теории уравнений математической физики, которая, в том числе, рассматривает методы решения краевых задач с предварительными граничными условиями, существует понятие двойственности. Если в качестве предварительных удовлетворяются геометрические граничные условия (метод Бубнова–Галёркина), то силовые условия будут естественными и наоборот, как в этом случае, а именно, методе Граммеля.

Калёнов Е.Н., Покровский А.А., Дубровский А.Ю. «Оценка целесообразности использования метода равномерного поиска для оптимизации параметров модели звукового поля» Гидроакустика, № 38-1, с. 28-34 (2019)

На основе численного моделирования структуры гидроакустического поля рассматривается возможность и целесообразность использования метода равномерного поиска для оценки параметров гидроакустического канала (например, угловой зависимости коэффициента отражения от дна) по записям сигналов, полученным с помощью протяжки излучателя на фиксированных глубинах по заданным трассам.

Надирадзе А.Б., Обухов В.А., Покрышкин А.И., Попов Г.А., Свотина В.В. «Моделирование силового и эрозионного воздействия ионного пучка на крупный объект космического мусора техногенной природы» Известия Российской академии наук. Энергетика, № 2, с. 146-157 (2016)

Метод увода крупногабаритных объектов космического мусора (ОКМ) воздействием на него ионным пучком может быть чрезвычайно эффективным, особенно применительно к удалению ОКМ из области геостационарной орбиты (ГСО). Однако данный метод сопряжен с рядом серьезных проблем, обусловленных эффектами взаимодействия ионного пучка с поверхностью ОКМ. Проведено моделирование силового и эрозионного воздействия на ОКМ слабо расходящимся ионным пучком ксенона с током 0,5 А и энергией 4 кэВ. В качестве ОКМ техногенной природы принят модельный объект с геометрией, характерной для геостационарных КА связи массой 2–3 тонны. Рассчитано, что в зависимости от ориентации ОКМ, трансверсальная компонента силы, действующей на ОКМ, может составлять от 70% и более от тяги ионного пучка. Моменты, обусловленные воздействием ионного пучка на ОКМ, на три порядка величины выше, чем возмущающие моменты от действия “естественных” факторов: гравитационной силы, солнечного давления, геомагнитной силы. При расстоянии между сервисным космическим аппаратом (СКА) и ОКМ, равным 40 м, толщина распыленного материала, осаждаемого на элементы конструкции СКА, может достигать несколько десятков микрон за время транспортировки ОКМ 10 суток.

Ланшин А.И., Луковников А.В., Полев А.С. «Формирование облика двигателей магистральных пассажирских самолетов 2030-х гг.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 6-7 (2019)

Для существенного увеличения доли отечественной авиационной техники на мировом рынке, которое предусматривает Государственная программа РФ развитие авиационной промышленности на 2013–2025 гг., необходимо решение актуальных задач по увеличению надежности и ресурса существующих двигателей, обеспечению импортозамещения и созданию модельного ряда перспективных двигателей для магистральных пассажирских самолетов в широком диапазоне взлетной тяги/мощности. Разработка новых конкурентоспособных двигателей – затратный и продолжительный процесс. Как показывает практика, срок разработки новых технологий в авнадвигателесгроении занимает 10–16 лет, а их освоение для применения в летательных аппаратах (ЛА) – еще 10–15 лет. В ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова» (ЦИАМ) проводятся исследования по формированию научно-технического задела (НТЗ) для разработки двигателей магистральных самолетов гражданской авиации (ГА) 2030-х гг. С целью определения основных направлений создания экспериментально обоснованного НТЗ по прорывным конструктивно-технологическим решениям и новым критическим технологиям в обеспечение разработки конкурентоспособных силовых установок (СУ) для перспективных магистральных и региональных самолетов ГА выполнены анализ состояния и прогноз развития ЛА и рынка авиационных двигателей на период до 2030-х гг. и далее. Выполнены оценка современного состояния и анализ тенденций развития двигателей для самолетов ГА с прогнозом параметров, конструктивных схем, технико-экономических показателей двигателей. Сформированы требования к показателям перспективных отечественных двигателей и их узлов, к номенклатуре и свойствам перспективных материалов, а также приоритетные направления работ по созданию НТЗ и оценке ожидаемой эффективности реализации новых технологий при разработке перспективных двигателей. В перспективе следует ожидать в области двигателей для магистральных самолетов ГА достижения ресурсов основных деталей «гор»/«хол» частей в 30/60 тысяч полетных циклов (цикл – примерно 2 часа) и снижение крейсерского удельного расход топлива на 20–30% по отношению к двигателям 2000 г. при существенном улучшении экологических показателей. При сохранении магистрального направления на разумное (с учетом проблем обеспечения все возрастающих требований к ресурсам конструкций и эмиссии вредных веществ) повышение параметров цикла и степени двухконтурности прогнозируется все большее внимание к исследованиям СУ нетрадиционных конструктивно-компоновочных схем, глубоко интегрированных с элементами планера, включая гибридные СУ, где привод вентиляторов осуществляется одновременно от турбин и электродвигателей. Переход к таким компоновкам может потенциально обеспечить существенное улучшение технико-экономических характеристик ЛА.

Ползикова Н.И., Алексеев С.Г., Лузанов В.А., Раевский А.О. «Резонансная спиновая накачка в акустическом свч-резонаторе со структурой ZnO-ГГГ-ЖИГ/Pt» Известия РАН. Серия физическая, 83, № 7, с. 910-913 (2019)

Построена теория для описания акустической спиновой накачки в резонаторе объемных акустических волн со структурой ZnO-ЖИГ-ГГГ-ЖИГ/Pt, учитывающая обменный вклад в формирование спектра связанных магнитоупругих волн и обратное влияние акустически возбужденной магнитной динамики в пленках ЖИГ на упругую подсистему во всех слоях. Получено хорошее соответствие теоретических и экспериментальных частотно-полевых зависимостей резонансных частот резонатора и величины напряжения обратного спинового эффекта Холла в Pt.

Зайцев К.И., Половнев А.Л., Пушкин С.Д. «Расчётно-экспериментальные исследования свойств многослойных звукопоглощающих материалов» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 259-260 (2019)

Одним из направлений развития пилотируемой космонавтики является создание трансформируемых (надувных) модулей, которые выводятся на орбиту в компактном сложенном состоянии, а уже на месте развёртываются в полном размере. Примерами таких разработок являются проект TransHab (NASA), и пристыкованный к МКС в 2016 г. модуль BEAM (Bigelow Aerospace). В РКК «Энергия» также ведутся работы по проектированию трансформируемых модулей, созданию и экспериментальной отработке многослойной трансформируемой гермооболочки. На участке выведения космического аппарата (КА) его конструкция, приборы и оборудование подвергаются воздействиям акустического давления, обусловленного интенсивным акустическим излучением реактивных струй маршевых двигателей ракеты-носителя (PH). При старте и полете PH в плотных слоях атмосферы подавляющее большинство КА защищено от внешних воздействий головным обтекателем, который блокирует часть энергии внешнего акустического поля, снижая амплитуды акустического давления на внешнюю поверхность КА. Это справедливо и для трансформируемых обитаемых космических модулей (ТОКМ). Акустическое поле внутри герметичных отсеков КА определяется звукоизолирующими свойствами его оболочки. Металлическая оболочка стандартных КА обладает значительной звукоизоляцией. Для прогноза характеристик акустических воздействий на бортовое оборудование ТОКМ и анализа их соответствия действующим условиям эксплуатации необходимо определить звукоизолирующие свойства многослойной трансформируемой гермооболочки модуля (МТГО). Кроме того, в процессе штатной эксплуатации модуля, важно учитывать шум от его бортового оборудования, особенно для обитаемых отсеков. Существуют санитарные нормы шумовых воздействий на экипаж пилотируемых космических аппаратов для обеспечения комфортной работы космонавтов. Для расчётов таких воздействий важно знать коэффициент звукопоглощения внутренней поверхности МТГО. Для определения звукоизоляции и коэффициента звукопоглощения проводились испытания фрагментов оболочки в импедансной трубе методом двух нагрузок (различное окончание на торце трубы). В импедансной трубе дополнительно получены собственные характеристики отдельных материалов, такие как характеристический импеданс, комплексные значения скорости распространения звуковых волн и эффективной плотности материала, которые использовались для численного моделирования импедансной трубы в программном комплексе Virtual.Lab. Коэффициент звукопоглощения и поверхностный импеданс отдельных слоёв МТГО определялись также с помощью специализированного инструмента «MicroFlown», который позволяет измерять одновременно акустическое давление и скорость колебания частиц в непосредственной близости от поверхности образца. Данные испытания также были смоделированы в Virtual.Lab. Одной из целей исследования являлось определение влияния геометрических параметров испытательной установки и исследуемого образца. В работе представлены полученные в экспериментах и расчётах результаты, которые достаточно хорошо согласуются между собой.

Бендерский Л.А., Любимов Д.А., Мамышев Д.Л., Польняков Н.А. «Применение RANS/ILES метода для исследования течения и шума струи из сопла сверхзвукового делового самолета» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 42-43 (2019)

Для исследования течения и шума в струе и модельного сопла сверхзвукового делового самолета (СДС) применен вихреразрешающий RANS/ILES метод. Описаны условия эксперимента. Анализ результатов показал, что течение в струе существенно турбулентное. Установлено, что потенциальное ядро струи разрушается на расстоянии одной высоты пилона от кромки нижней отражающей поверхности. Быстрое разрушение потенциального ядра вызвано наличием разнонаправленных шевронов и эжекторных каналов, интенсифицирующих смешение. Замечен переворот осей струи для двух режимов течения. Ранее было получено, что при наличии экрана переворот осей в струе из прямоугольного сопла пропадает. Получены параметры течения в различных сечениях и параметры турбулентности в слоях смешения на продолжении кромок шевронов, эжекторных каналов и отражающих поверхностей. Проанализированы особенности спектральных и интегральных характеристик шума в ближнем поле струи.

Подрыга В.О., Вихров Е.В., Поляков С.В. «Молекулярно-динамический расчет макропараметров технических газов на примере аргона, азота, водорода и метана» Математическое моделирование, 31, № 8, с. 44-60 (2019)

Работа посвящена молекулярно-динамическим расчетам свойств технических газов, исследование которых является традиционной проблемой физики вещества. В настоящее время наблюдается повышенный интерес к данной проблеме в связи с развитием нанотехнологий и их внедрением в различные отрасли промышленности. Необходимые для моделирования свойства газа выражаются в виде набора макропараметров, включающих кинетические коэффициенты, параметры уравнения состояния, величины кинетической, потенциальной, полной и внутренней энергий. Исследование выполнено для технических газов: аргон, водород, азот и метан при давлении 1 атм, в диапазоне температур 100–400 К. Полученные расчетные данные по макропараметрам газов хорошо согласуются с известными теоретическими оценками и данными экспериментов.

Полякова А.С., Липинский Л.В. «Формирование коллектива решающих правил многокритериальным эволюционным алгоритмом в задаче анализа эмоций человека по аудиоданным» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 4, с. 45-61 (2019)

Одной из важнейших задач современного этапа информатизации общества является развитие систем человеко-машинного интерфейса, в том числе систем автоматизированного распознавания эмоций человека. Эмоции человека выражены в виде комбинации двух показателей: Valence – направленность эмоции (отрицательные или положительные) и Arousal – выраженность эмоции (степень возбужденности). Эти показатели представлены вещественными числами. Для точности прогнозирования предложено использовать методы коллективного вывода. Точность коллективного решения оценена коэффициентом корреляции согласованности. Агенты (алгоритмы) в коллектив отобраны с помощью многокритериального эволюционного алгоритма. Применение многокритериального эволюционного алгоритма дало возможность автоматизировать процесс формирования коллектива, что позволило снизить затраты временных и материальных ресурсов. Коллектив построен на основе двух критериев: максимизации точности и минимизации числа агентов в коллективе. Для принятия решения коллективом применены такие способы, как простое голосование, взвешенное среднее, взвешенное среднее с учетом степени доверия к агенту, а также система на основе нечеткой логики. Для повышения эффективности решения задачи интеллектуального анализа данных предложена модификация системы на основе нечеткой логики. Проведены анализ и исследование эффективности многокритериального эволюционного алгоритма при решении задачи прогнозирования эмоционального поведения человека. Экспериментально выявлено, что применение многокритериального эволюционного алгоритма для автоматизированного формирования состава коллектива приводит к более точному решению задачи.

Копнин С.И., Морозова Т.И., Попель С.И. «Волновые процессы в пылевой плазме над Фобосом и Деймосом» Физика плазмы, 45, № 9, с. 831-838 (2019)

Представлено обсуждение линейных и нелинейных волн в приповерхностной плазме над Фобосом и Деймосом. Показано, что нарушение изотропии функции распределения электронов в приповерхностной плазме над спутниками Марса связано с движением солнечного ветра относительно фотоэлектронов и заряженных пылевых частиц, что приводит к развитию неустойчивости и возбуждению высокочастотных волн с частотами в диапазоне ленгмюровских и электромагнитных волн. Кроме того, возможно распространение пылевых звуковых волн, возбуждение которых может, например, происходить в окрестности терминаторов спутников Марса. Найдены решения в виде пылевых звуковых солитонов, соответствующие параметрам плазменно-пылевых систем над освещенными частями Фобоса и Деймоса. Определены области возможных чисел Маха и амплитуд солитонов.

Попов А.Л., Садовский С.А. «Влияние непараллельности торцов на спектр свободно затухающих колебаний балки» Вестник Московского государственного строительного университета, 14, № 5, с. 538-547 (2019)

Метод свободных колебаний широко применяется для обнаружения внутренних дефектов в стержневых и пластинчатых элементах конструкций. В данном исследовании он используется для диагностики дефекта стержневого образца, заключающегося в непараллельности торцов стержня. Рассмотрена возможность идентификации дефекта в форме скоса одного из торцов стержня по спектру частот свободно затухающих продольных и поперечных колебаний после ударных воздействий по боковой и торцевой граням стержня. Представлены экспериментальная установка и методика бесконтактной регистрации спектра частот собственных колебаний стержня по спектру его звукоизлучения. Обнаружены признаки дефекта в виде раздвоения частот поперечных колебаний стержня. При этом максимальные амплитуды раздвоенных частот соответствовали большим или меньшим частотам в зависимости от того, по каким граням производился удар. Это позволяет определить не только факт наличия дефекта в форме скоса края, но и установить его ориентацию относительно боковых граней стержня. Предложена приближенная теоретическая модель, объясняющая эффект раздвоения частот при наличии непараллельности торцов стержня. Для этого рассмотрены спектры частот поперечных колебаний двух стержней с длинами, равными длинам меньшей и большей граней исходного стержня со скошенным краем. Эксперименты показали, что разности собственных частот изгибных колебаний стержней с длинами, равными длинам меньшей и большей граней стержня со скошенным краем, соответствующих формам собственных колебаний с одинаковым числом волн по длине стержня, согласуются с разностями раздвоенных частот свободных затухающих поперечных колебаний стержня со скошенным краем. При этом соотношение амплитуд раздвоенных частот позволяет определить не только факт наличия скошенного края, но и грани, где имеется этот скос. Применение и разработка метода через анализ спектра собственных колебаний могут привести к дополнительным возможностям дистанционного контроля качества стержневых элементов конструкций.

Беркутов Р.Н., Попов В.А., Селезнев И.А. «Создание нового поколения гидроакустических средств с использованием первых образцов цифровой вычислительной техники (1966–1975 гг.) (Первая часть)» Гидроакустика, № 38-1, с. 64-72 (2019)

Дьянов Д.Ю., Медведкина М.В., Быков А.Н., Попов В.В. «Методы топологической оптимизации в программном комплексе 3D Printer» Математическое моделирование, 31, № 7, с. 75-90 (2019)

В рамках проекта «Разработка атласа типовых форм для топологической оптимизации конструкций, формируемых методом селективного лазерного плавления, и их производственная верификация» (договор с Министерством образования и науки, шифр 2016-14-579-0009-492), участниками которого являются НИТУ «МИСиС», АО «НПО «ЦНИИТМАШ», ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», Министерство образования и науки РФ, ОАО «Наука и инновации» (ГК «Росатом») ведется разработка программного обеспечения, позволяющего проводить топологическую оптимизацию деталей с различными ограничениями целевой функции, а также генерировать и использовать различные типы ячеистых структур для заполнения объёма деталей. В статье приведено описание методов и алгоритмов топологической оптимизации конструкций с ограничениями целевой функции по смещению и напряжению, разработанных в интересах использования в базовой версии программного обеспечения.

Лавров В.Н., Мошков П.А., Попов В.П., Рубановский В.В. «Исследование и снижение шума в кабине экипажа самолета RRJ-95» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 241-242 (2019)

Актуальность проблемы обеспечения низких уровней шума в кабинах экипажей и салонах гражданских самолетов не вызывает сомнения. АО «ГСС» выполняет комплекс работ с целью обеспечения конкурентных уровней шума в салонах и кабинах экипажей проектируемых самолетов. Представлены основные результаты работы, выполняемой в 2018–2019 гг., с целью снижения шума в кабине экипажа самолета RRJ-95. Первым этапом работы было определение структуры звукового поля в кабине экипажа самолета RRJ-95 типовой конструкции в наземных и полетных условиях. В результате были определены основные пути снижения шума. Результаты этих испытаний не противоречат ранее выполненным исследованиям. На втором этапе работ была выполнена доработка кабины экипажа с целью увеличения звукоизоляции и снижения реверберационных помех. Наземные испытания показали хорошую эффективность предложенных мероприятий. Затем были выполнены летные испытания. Представлено сравнение третьоктавных спектров уровней звукового давления, регистрируемых в одной из контрольных точек для случая исходной и модифицированной компоновок. За счет увеличения звукоизоляции кабины удалось снизить суммарный взвешенный по шкале А стандартного шумомера уровень звукового давления в диапазоне октавных полос 31.5–8000 Гц в среднем по пяти контрольным точкам на 2.2 дБА. Уровень речевых помех SIL3 снижен на 2.8 дБ. Снижение спектральных уровней звукового давления наблюдается фактически во всем рассматриваемом диапазоне частот. Представлены результаты оценки вклада основных источников в суммарную интенсивность звука. Для разделения вклада комплексной системы кондиционирования и вентиляции воздуха (КСКВ) и турбулентного пограничного слоя было выполнено отключение КСКВ на режиме крейсерского полета без изменения режима работы силовой установки, высоты и скорости полета. Для оценки шума бортового радиоэлектронного оборудования были выполнены измерения шума на земле при подключении самолета к внешнему источнику питания. Оценка выполнена при условии не когерентности основных источников шума, также полагалось, что шум авионики самолета не зависит ог полетных условий.

Иванов С.В., Могилевич Л.И., Попов В.С. «Продольные волны в нелинейной цилиндрической оболочке, содержащей вязкую жидкость» Труды Московского авиационного института, № 105, с. 1 (2019)

Развивается метод возмущений для исследования волн деформаций в физически нелинейной упругой цилиндрической оболочке с конструкционным демпфированием в продольном направлении, содержащей вязкую несжимаемую жидкость и окруженной упругой средой Винклера. Метод двухмасштабных разложений приводит к обобщенному Р-модифицированному уравнению Кортевега–де Вриза, не имеющему точного решения. Влияние упругой окружающей среды, конструкционного демпфирования, наличие внутри оболочки вязкой жидкости, оценено путем реализации численного решения этого уравнения.

Плохих А.П., Попов Г.А. «Возможность применения реверберационных камер для исследования собственного излучения эрд в наземных условиях» Известия Российской академии наук. Энергетика, № 3, с. 76-83 (2018)

Статья посвящена новому направлению, связанному с применением реверберационных камер в задачах оценки собственного излучения электрических ракетных двигателей (ЭРД). Рассматриваются современные методы определения помехоэмиссии технических объектов с использованием реверберационных камер, приводятся описания конструкций современных стендов, позволяющих в соответствии с международными стандартами проводить испытания на помехоустойчивость и помехоэмиссию в широком диапазоне частот без применения дорогостоящих поглотителей электромагнитного излучения. Обсуждается предложенный авторами новый подход для определения помехоэмиссии ЭРД, основанный на использовании реверберационных свойств металлических вакуумных камер. Приводятся пример технической реализации и варианты конструкций переизлучателей, обеспечивающих необходимые частотные диапазоны измерений.

Надирадзе А.Б., Обухов В.А., Покрышкин А.И., Попов Г.А., Свотина В.В. «Моделирование силового и эрозионного воздействия ионного пучка на крупный объект космического мусора техногенной природы» Известия Российской академии наук. Энергетика, № 2, с. 146-157 (2016)

Метод увода крупногабаритных объектов космического мусора (ОКМ) воздействием на него ионным пучком может быть чрезвычайно эффективным, особенно применительно к удалению ОКМ из области геостационарной орбиты (ГСО). Однако данный метод сопряжен с рядом серьезных проблем, обусловленных эффектами взаимодействия ионного пучка с поверхностью ОКМ. Проведено моделирование силового и эрозионного воздействия на ОКМ слабо расходящимся ионным пучком ксенона с током 0,5 А и энергией 4 кэВ. В качестве ОКМ техногенной природы принят модельный объект с геометрией, характерной для геостационарных КА связи массой 2–3 тонны. Рассчитано, что в зависимости от ориентации ОКМ, трансверсальная компонента силы, действующей на ОКМ, может составлять от 70% и более от тяги ионного пучка. Моменты, обусловленные воздействием ионного пучка на ОКМ, на три порядка величины выше, чем возмущающие моменты от действия “естественных” факторов: гравитационной силы, солнечного давления, геомагнитной силы. При расстоянии между сервисным космическим аппаратом (СКА) и ОКМ, равным 40 м, толщина распыленного материала, осаждаемого на элементы конструкции СКА, может достигать несколько десятков микрон за время транспортировки ОКМ 10 суток.

Попов И.В. «О монотонных разностных схемах» Математическое моделирование, 31, № 8, с. 21-43 (2019)

Предлагается подход к построению монотонных разностных схем для решения простейших уравнений эллиптического и параболического типа с первыми производными и малым параметром при старшей производной. Для этого вводится понятие адаптивной искусственной вязкости. С его помощью строятся монотонные схемы аппроксимацией потока O(h⁴) для задачи с пограничным слоем и O(τ²+h²) для уравнений Бюргерса, где h и τ – шаги сетки по пространству и времени. Вне области больших градиентов используется аппроксимация Самарского–Голанта (либо схемы с направленными разностями). Отмечена важность использования схем второго порядка по времени. Приводятся результаты расчётов.

Голубев А.Г., Гравин В.О., Попов И.К. «О влиянии расстояния между слоями планарной приемной антенны на ее коэффициент концентрации» Гидроакустика, № 38-1, с. 9-14 (2019)

Приведено решение задачи анализа зависимости качества пространственной фильтрации планарной антенны от расстояния между двумя ее слоями. Приведены методика и примеры расчетов указанной зависимости при работе на различных частотах и при различных углах компенсации антенны в горизонтальной плоскости.

Куличков С.Н., Чунчузов И.П., Попов О.Е., Перепелкин В.Г., Голикова Е.В., Буш Г.А., Репина И.А., Цыбульская Н.Д., Горчаков Г.И. «Внутренние гравитационные и инфразвуковые волны во время урагана в Москве 29 мая 2017 г .» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 55, № 2, с. 32-40 (2019)

Приведены данные регистрации внутренних гравитационных волн (ВГВ) и инфразвуковых волн, образовавшихся при прохождении через Москву теплого и холодного фронтов, связанных с атмосферным штормом 29 мая 2017 г. Регистрация волн проводилась на сети 4 микробарографов ИФА–МГУ–Мосрентген–ЗНС, размещенных в Москве и Московской области, и сравнивалась с данными измерений параметров инфразвуковых волн в г. Дубне на станции IS43. Исследуются изменения характеристик ВГВ и инфразвуковых волн (когерентности, азимуты и фазовые скорости распространения, характерные периоды и частотные спектры) с течением времени при прохождении теплого и холодного фронтов. Исследуется также переход от гравитационной к акустической дисперсионной ветви акустико-гравитационных волн с ростом частоты и временная модуляция фазовой скорости инфразвуковых волн, вызванная ВГВ. Приведены данные измерений концентраций аэрозоля PM10 и концентрации газа NO₂ в разных пунктах г. Москвы в процессе приближения атмосферного шторма. Исследуется возможность обнаружения волновых предвестников атмосферных штормов одновременно в вариациях атмосферного давления, скорости ветра и концентрациях примесей.

Абдрашитов Р.Г., Попов О.Ю. «Метод определения времени ускоренных вибропрочностных испытаний бортового оборудования самолетов.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 234 (2019)

Приводится методика определения коэффициента ускорения виброиспытаний, основанная на представлении спектральной плотности виброперегрузок, как случайного параметра с заданной вероятностью выхода его за максимальные и минимальные пределы. По найденному коэффициенту ускорения определяется эквивалентное время испытания, соответствующее заданному ресурсу оборудования самолета. В работе приводится также методика оценки количества циклов виброперегрузок, набранных оборудованием за время испытаний, позволяющая скорректировать время испытаний, если известно предельное число циклов за ресурс испытываемого оборудования.

Кузнецов А.В., Сафин А.И., Попов П.А., Иголкин А.А. «Экспериментальное исследование акустических характеристик пенополиуретана» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 257-258 (2019)

Одной из задач акустики в ракетно-космической технике является разработка конструктивных мероприятий, направленных на снижение уровня акустического давления, действующего на полезную нагрузку. Источниками этого нагружения являются пристеночные пульсации давления и аэродинамический шум от ракетных двигателей на этапах старта и полета ракеты-носителя в плотных слоях атмосферы. Как правило, задача сводится к определению толщины материала теплозвукоизоляционного покрытия, который располагается на внутренней поверхности головного обтекателя. В современной практике при разработке данных мероприятий широко применяются методы математического, в том числе, конечно-элементного моделирования. Необходимым условием для успешного решения данной задачи являются хорошие звукопоглощающие свойства материалов, используемых для повышения звукоизоляции. В работе рассматривается экспериментальное определение характеристик материалов ППУ-35-0.8 ППУ-40-0.8, с помощью импедансной трубы.

Попов П.А. «Исследование нелинейного поведения звукоизоляции элементов обшивки» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 255-256 (2019)

В результате лётно-конструкторских испытаний ракеты-носителя (PH) «Союз», отмечено, что в различные моменты времени старта или полёта PH звукоизоляционные характеристики её отсеков различны, что может объясняться изменением направленности внешних акустических волн и газодинамическими характеристиками снаружи и внутри отсеков, а также нелинейным поведением звукоизоляции при различных режимах эксплуатации. Поэтому одной из целей проведения акустических испытаний элементов обшивки сборочно-защитного блока (СЗБ) для космического модуля (КМ) на базе ПАО «РКК «Энергий» было исследование нелинейного поведения звукоизоляционных характеристик для дальнейшего использования этих данных при оценке акустического нагружения, действующего на КМ. Испытаниям были подвергнуты три сегмента различных отсеков СЗБ: головного обтекателя (ГО), опорного отсека (ОпО) и переходного отсека (ПхО). Публикуются результаты проведенных испытаний изменения звукоизоляционной способности панелей ГО и ОпО на частотах 25, 63 и 500 Гц и минимальные уровни акустического давления для отсеков СЗБ.

Попов П.А., Кузнецов А.В. «Расчётно-экспериментальная оценка звукоизоляции сборочно-защитного блока для космического модуля» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 265-267 (2019)

При адаптации космического модуля (КМ) с ракетой-носителем (PH), его разработчиком были сформированы требования по акустическим нагрузкам, которые должна обеспечить конструкция сборочно-зашитного блока (СЗБ). Для удовлетворения данным требованиям возникла необходимость: в оценке звукоизоляции элементов конструкции СЗБ в акустической камере; в разработке конечно-элементных моделей (КЭМ) оснастки с экспериментальными панелями и составных частей (СЧ) СЗБ с расположенными внутри него СЧ КМ в среде Ansys; в получении коэффициентов для пересчёта экспериментальных результатов. Описывается процесс решения задачи.

Мурзинов В.Л., Попов С.В., Татаринова Ю.В. «Моделирование формы звукоотражающей поверхности для получения заданного звукового поля» Noise Theory and Practice (Электронный ресурс), 5, № 2, с. 14-19 (2019)

Рассматривается задача построения звукоотражающей поверхности. По заранее спланированному характеру звукового поля для конкретной области моделируют формы отражающих поверхностей, изготавливают их и устанавливают в заданном порядке. Для точечного источника звука рассчитывается форма отражающей поверхности, находящаяся на заданном расстоянии от источника, и обеспечивающая формирование параллельного звукового потока в заданном направлении.

Подобная Е., Рыбнов Ю., Глазачев Д., Попова О., Шувалов В., Харламов В., Дженнискенс П. «Челябинский метеороид: анализ акустических сигналов в области прямого распространения звука» Триггерные эффекты в геосистемах. Тезисы докладов III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г., с. 92-93 (2015)

Порошина Я.Э., Уткин П.С. «Численное моделирование распространения детонационной волны в рамках двухстадийной модели кинетики химических реакций в системе координат, связанной с фронтом лидирующей волны» Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии, 20, № 3, с. 293-308 (2019)

Для численного исследования пульсирующей детонационной волны в рамках двухстадийной модели кинетики химических реакций в системе координат, связанной с фронтом лидирующей волны, разработан оригинальный вычислительный алгоритм. Для четырех известных режимов распространения детонации в рамках данной модели исследовано влияние порядка аппроксимации алгоритма, длины расчетной области, сеточного разрешения и типа граничного условия на дальней границе на результаты моделирования. Проведено сравнение характера пульсаций с результатами расчетов других авторов.

Любимов Д.А., Постников А.А., Пикалов М.Е., Терехова А.А. «Анализ RANS/ILES методом спектральных свойств и уровня пульсаций давления в дозвуковом пространственном воздухозаборнике в компоновке с фюзеляжем летательного аппарата» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 278-279 (2019)

С помощью RANS/ILES метода высокого разрешения было исследовано течение в воздухозаборнике, интегрированном с планером летательного аппарата (ЛА), с фюзеляжем сложной формы из работы Постников А.А., Виноградов В.А., Комратов Д.В., Степанов В.А., Скрябин А.С. Исследование процессов обтекания дозвукового входного устройства, интегрированного с планером летательного аппарата // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2018. Т.19. № 4А. D-образное дозвуковое воздухозаборное устройство расположено на клине слива в «тени» за носовой частью фюзеляжа ЛА.

Борисевич В.Д., Потанин Е.П. «Трехмерные течения во вращающемся цилиндре при наличии турбулентных пограничных слоев на торцевых дисках» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 19-26 (2019)

Представлена аналитическая модель расчета гидродинамических характеристик потока вязкой несжимаемой жидкости во вращающемся цилиндре при наличии тормозящей крышки в случае образования на торцевых поверхностях турбулентных пограничных слоев. Анализ выполнен с учетом всех нелинейных инерционных членов в уравнениях движения в рамках интегральных соотношений Лойцянского. Приближенные профили скоростей в пограничных слоях задаются в соответствии с эмпирическим 1/7-законом. Основной поток разделяется на невязкое квазитвердое ядро и боковой слой, в котором сосредоточена практически вся восходящая часть циркуляционного потока. Неизвестные величины угловой скорости ядра и его границы по радиусу оцениваются из баланса моментов сил трения, действующих на основной вращающийся поток, и условия неразрывности циркуляционного течения.

Потапов А.И., Кондратьев А.В., Смородинский Я.Г. «Неразрушающий контроль структурно-неоднородных композиционных материалов методом годографа скорости упругих волн» Дефектоскопия, № 6, с. 11-19 (2019)

Рассмотрены теоретические основы неразрушающего контроля крупногабаритных конструкций и сооружений из структурно-неоднородных композиционных материалов методом годографа скорости упругих волн. Приведены теоретические основы метода годографа скорости упругих волн для однослойной среды, а также распространение низкочастотных упругих волн в однородной изотропной однослойной среде. На основе исследований даны рекомендации по определению дефектов и скорости распространения упругих волн в однослойной среде, что позволяет обеспечить неразрушающий контроль физико-механических характеристик материала в слое и дефектоскопию и толщинометрию крупногабаритных конструкций и сооружений из крупноструктурных и композиционных материалов.

Гульельми А.В., Потапов А.С., Довбня Б.В. «Влияние ориентации межпланетного магнитного поля на северно-южную асимметрию унч волновых пакетов в полярных шапках» Геофизические исследования, 20, № 2, с. 19-27 (2019)

Поставлен вопрос о влиянии ориентации межпланетного магнитного поля (ММП) на северно-южную асимметрию вероятности появления ультранизкочастотных (УНЧ) дискретных волновых пакетов Pi 1 в полярных шапках. Длительность рассматриваемых сигналов составляет от нескольких единиц до десятков минут; частота лежит в диапазоне от десятых долей герца до нескольких герц, снижаясь от переднего фронта сигнала к заднему. В зависимости от ориентации вектора ММП в вертикальной плоскости область так называемого форшока (области перед околоземным ударным фронтом, в которой силовые линии ММП пронизывают фронт) располагается к югу или к северу от плоскости геомагнитного экватора. На основе анализа данных антарктической обсерватории “Восток” показано, что в южной полярной шапке вероятность наблюдения Pi 1 примерно в два раза выше при южной ориентации форшока, чем при северной. Результат свидетельствует, что, по крайней мере, заметная часть волновых пакетов Pi 1 проникает в магнитосферу из межпланетной среды.

Голубев А.Ю., Кузнецов С.В., Потокин Г.А. «Пространственно-временная структура пульсаций давления на поверхности наклонного уступа.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 248-249 (2019)

Турбулентные пульсации давления на поверхности фюзеляжа являются существенным источником шума в салоне пассажирского самолёта, гак как они возбуждают колебания упругой конструкции и обшивки летательного аппарата, что приводит к излучению звука. Технологические особенности сборки летательных аппаратов приводят к наличию выступающих в поток элементов, таких как стыки панелей обшивки, крепления дверей, иллюминаторов, лючков и т.д. Измерения показывают, что отрыв потока, вызываемый даже небольшими выступами, приводит к существенному (на 20–30 дБ) локальному увеличению интенсивности пристеночных пульсаций давления, а также к росту степени их коррелированности. Помимо отрывных областей в окрестности уступа, значительные нестационарные возмущения вносит отрыв непосредственно на его передней кромке. В связи с этим встаёт вопрос о влиянии угла наклона передней кромки на характеристики поля пульсаций давления. Экспериментальные исследования проводились на дозвуковой малошумной аэродинамической трубе П-2 Московского комплекса ЦАГИ, обеспечивающей скорости вплоть до 60 м/с. Измерения проводились для выступов различной высоты при варьировании угла наклона кромки. скорости набегающего потока и толщины пограничного слоя. Было установлено, что максимальные уровни пристеночных пульсаций давления достигаются непосредственно за передней кромкой уступа и не зависят от угла наклона. В то же время, уменьшение угла наклона приводит к существенному уменьшению области повышенных пульсаций давления за передней кромкой и, непосредственно, на наклоне, в то время как пульсации давления перед уступом слабо зависят от угла наклона. Помимо этого, наблюдается весьма слабая зависимость интенсивности пристеночных пульсаций давления от толщины набегающего пограничного слоя.

Голубев А.Ю., Потокин Г.А., Барышева Д.В. «Определение акустических нагрузок на элементы механизации МС-21 в условиях наземных гонок» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 232-233 (2019)

На базе ЛИ и ДК ОАО «ОКБ им. А.С. Яковлева» были проведены наземные гонки двигателя PW1400G-JM на самолете МС-21-300 с целью определения акустических нагрузок на элементы механизации (нижнюю поверхность крыла, закрылки, пилон, стабилизатор) в статических условиях при наземной гонке двигателей. Анализ полученных данных показал, что наибольшие суммарные уровни пульсаций давления на режиме без отклонения механизации наблюдаются на пилоне. Изменение режимов работы двигателей сопровождается повышением спектральных уровней пульсаций давления на всех измерительных точках и смещением максимума третьоктавных уровней пульсаций давления в область частот 50–80 Гц. Отклонение механизации сопровождается резким перераспределением акустических нагрузок по измерительным точкам за счет увеличения спектральных уровней пульсаций давления на закрылке и нижней поверхности крыла. Спектральный состав и суммарные уровни пульсаций давления на стабилизаторе, фюзеляже, элероне, а также на нижней поверхности крыла, закрылках вдали от пилона практически не зависят от отклонения механизации. Экспериментальные данные, полученные на масштабных моделях, и результаты численного моделирования хорошо согласуются с данными гонки двигателя.

Почкин Я.С., Халецкий Ю.Д. «Влияние конструктивных параметров реактивного элемента комбинированного глушителя на акустическую эффективность» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 135-136 (2019)

Ранее на модельных стендах была выполнена экспериментальная оценка эффективности комбинированных глушителей шума вентилятора. Обычно акустическая облицовка устанавливается в воздухозаборнике и в наружном контуре за спрямляющим аппаратом. На режимах работы вентилятора, соответствующих частотам вращения в сертификационных точках, было получено, что комбинированный глушитель на 2–3 дБ больше снижает шум вентилятора, чем двухслойная сотовая облицовка той же длины. В представленной работе в условиях модельного стенда У-96Т ЦИАМ «канал с потоком» был проведен эксперимент по определению влияния основных параметров решетчатого элемента в составе комбинированного глушителя на его акустическую эффективность.

Коновалов Н.Н., Рафиков Р.Х., Преображенский М.Н. «Зеркальный способ измерения диаграмм направленности в дополнительной (азимутальной) плоскости наклонных пьезопреобразователей» Дефектоскопия, № 5, с. 3-10 (2019)

Предложен новый зеркальный способ измерения диаграмм направленности наклонных пьезопреобразователей в дополнительной (азимутальной) плоскости. Проведены измерения диаграмм направленности в дополнительной плоскости для преобразователей с углами ввода от 34 до 70° зеркальным способом на стальном образце с плоскопараллельными поверхностями. Установлено, что для преобразователей с углами призмы, близкими к первому критическому (угол ввода 34°), наблюдается расширение угла раскрытия диаграммы направленности в дополнительной плоскости, что может быть объяснено участием в ее формировании преломленной продольной (головной) волны. Показано, что измерения диаграммы направленности в дополнительной плоскости пьезоэлектрических преобразователей эффективно можно проводить в диапазоне азимутальных углов ±15° от направления акустической оси.

Преснов Д.А., Собисевич А.Л., Гусев В.А., Жостков Р.А., Шуруп А.С. «О структуре волновых процессов в покрытом льдом мелком море (по данным натурных наблюдений)» Триггерные эффекты в геосистемах. Тезисы докладов III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г., с. 58 (2015)

Преснов Д.А., Собисевич А.Л., Груздев П.Д., Игнатьев В.И., Коньков А.И., Мореев А.Ю., Тарасов А.В., Шувалов А.А., Шуруп А.С. «Томографическая оценка параметров водоема при наличии ледового покрова с использованием сейсмоакустических излучателей» Акустический журнал, 65, № 5, с. 688-698 (2019)

Представлены результаты натурных испытаний в ледовых условиях Ладожского озера морских сейсморазведочных излучателей и площадной измерительной сейсмоакустической системы на основе автономных буев вмораживаемого типа. Демонстрируется возможность выделения в принимаемом сигнале отдельных мод, распространяющихся в системе “ледовый покров–водный слой–слой осадков–упругое полупространство”. Предложена итерационная томографическая схема, позволяющая восстанавливать сильноконтрастные скоростные аномалии в рассматриваемой слоистой среде. Приводятся результаты томографической оценки характеристик дна, водного слоя и ледового слоя в активном режиме.

Лыков Ю.В., Преснякова А.Д., Лыкова А.А. «Исследование потенциальных возможностей восстановления аудиоинформации из видеозаписи без звуковой дорожки» Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 62, № 6, с. 366-376 (2019)

Проведен анализ возможности появления канала утечки акустической информации, посредством анализа видеопотока на видеозаписи. Исследованы возможности восстановления речи при очень низком качестве записи, определяемом отношением сигнал–шум (ОСШ), частотой дискретизации, количеством уровней квантования, и уровнем клиппирования, с учетом особенностей исследуемого канала утечки. В результате определены необходимая частота кадров видеоизображения, минимальное ОСШ, количество уровней квантования, и достаточный динамический диапазон смещения колеблющегося объекта. Также исследованы требования к параметрам канала утечки и возможные пути повышения его качества злоумышленником. Рассчитаны требования к смещению колеблющегося под действием акустических волн объекта на видеозаписи. Обоснованы потенциальные возможности уменьшения требований к смещению объекта, путем применения усреднения большого числа различных точек на объекте. Проведена оценка существующего программного обеспечения шумоочистки звукозаписей для повышения разборчивости перехваченного сообщения злоумышленником в рассмотренном канале утечки информации. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что существуют потенциальные предпосылки утечки акустической информации путем анализа видеопотока на видеозаписи. Условия возникновения такого канала не являются чрезмерно жесткими, поэтому нельзя пренебрегать возможностью его появления и необходимо предусматривать превентивные меры по его предотвращению/разрушению на объекте информационной деятельности.

Шабанов Г.А., Рыбченко А.А., Лебедев Ю.А., Припатинская Е.А., Смоленский Е.В., Короченцев В.И., Крыжановский С.П., Фейгин С.А., Мищенко В.В., Журавель Г.М. «Опытный образец прибора "спектральный анализатор биоакустической активности головы человека"» Научное приборостроение, 29, № 1, с. 82-86 (2019)

Для изучения спектра глобальной биоэлектрической активности неспецифической системы мозга разработан медицинский прибор под названием "Спектральный анализатор биоакустической активности головы человека". Изготовлен опытный образец. Был предложен способ регистрации суммарного акустического поля головного мозга человека с помощью индукционного датчика. Рассмотрено устройство индукционных датчиков, особенности узкополосного спектрального анализа и новая система частотных координат - матрица "множества функциональных состояний", или "висцером". Прибор может быть использован для оценки адаптационных возможностей организма при взаимодействия с агрессивными факторами внешней среды, функционально-топической диагностики внутренних органов.

Пронин М.А., Рябыкина Р.В., Смыслов В.И. «Экспериментальное исследование вынужденных колебаний самолета при отрыве лопатки двигателя» Вестник Московского авиационного института, 26, № 2, http://vestnikmai.ru/publications.php?ID=104828 (2019)

Приведены: методика наземных испытаний с моделированием сил при невращающемся роторе двигателя, основные соотношения и границы их применения, данные о средствах воспроизведения силовых воздействий на самолет, оценки достоверности и примеры результатов эксперимента с измерением частотных характеристик в режиме авторотации.

Петров А.П., Прончева О.Г. «Моделирование выбора позиций индивидами при информационном противоборстве с двухкомпонентной повесткой» Математическое моделирование, 31, № 7, с. 91-108 (2019)

Статья посвящена разработке и анализу модели выбора позиций индивидами при информационном противоборстве по двум темам. Рассматривается общество, в котором конкурируют две партии, занимающие по этим темам противоположные позиции. Противоборство состоит в том, что в каждой из этих тем каждая из партий распространяет свои информационные потоки через аффилированные средства массовой информации. Индивиды воспринимают эти потоки, становятся сторонниками той или иной партии по каждому из вопросов и агитируют других индивидов в соответствии со своими политическими предпочтениями. Относительная значимость тем определяется на основе теории установления повестки дня. Именно, дебатируемая тема считается тем более значимой, чем выше суммарная интенсивность вещания обеих партий по этой теме. Математическая модель построена в двух вариантах. Один из них предполагает межличностные коммуникации однородно распределенными по социуму; для него рассматривается вопрос о том, как параметры системы влияют на устойчивость решений. Второй вариант предполагает, что в социуме имеются две группы (этнические общины, социальные классы и т.д.), члены каждой из которых больше коммуницируют друг с другом, чем с другой группой. Для этого варианта рассмотрена простейшая теоретико-игровая постановка: каждая из партий распределяет доступное ей медийное вещание на две темы, стремясь максимизировать превосходство в количестве сторонников над другой партией в конце противоборства.

Проскуряков К.Н. «Создание и верификация акустической модели ядерного реактора» Наукоемкие технологии, 20, № 4, с. 62-69 (2019)

В связи с необходимостью учета обратных связей в программах нейтронно-физического, теплофизического и акустического расчета полномасштабных активных зон ядерных реакторов актуальна задача создания акустической модели реактора. Создание акустической модели ядерного реактора стало возможным благодаря применению двух фундаментальных результатов: формулы Томсона для расчета собственной частоты разряда конденсатора и обоснования наличия у ядерных реакторов акустических системных свойств. Целью работы являлось создание акустической модели реактора. Приведены результаты успешно проведенной на блоке № 3 Нововоронежской АЭС с реактором ВВЭР-440 верификации не имеющей аналогов акустической модели ядерного реактора. Показано, что число одновременно генерируемых акустических волн в модели соответствует числу акустических неоднородностей в соединенных с реактором трубопроводах. Автор сообщает, что применение модели позволит оптимизировать проектные и конструкторские решения путем создания оборудования, способного подавлять нежелательные циклические нагрузки.

Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Проценко Е.А., Сидорякина В.В., Проценко С.В. «Метод учета заполненности ячеек для решения задач гидродинамики со сложной геометрией расчетной области» Математическое моделирование, 31, № 8, с. 79-100 (2019)

Рассматривается развитие и применение метода учета заполненности прямоугольных ячеек материальной средой, в частности, жидкостью для повышения гладкости и точности конечноразностного решения задач гидродинамики со сложной формой граничной поверхности. Для исследования возможностей предлагаемого метода рассмотрены две задачи вычислительной гидродинамики – пространственно-двумерного течения вязкой жидкости между двумя соосными полуцилиндрами и пространственно-трехмерная задача волновой гидродинамики – распространения волны в прибрежной зоне и ее выхода на сушу. Для решения поставленных задач используются прямоугольные сетки, учитывающие заполненность ячеек. Аппроксимация задач по времени выполнена на основе схем расщепления по физическим процессам, а по пространственным переменным – на основе интегро-интерполяционного метода с учетом заполненности ячеек и без ее учета. Для оценки точности численного решения первой задачи в качестве эталона используется аналитическое решение, описывающее течение Куэтта–Тейлора. Моделирование производилось на последовательности сгущающихся расчетных сеток размерами: 11×21, 21×41, 41×81 и 81×161 узлов в случае применения метода и без его использования. В случае непосредственного использования прямоугольных сеток (ступенчатой аппроксимации границ) относительная погрешность расчетов достигает 70%; при тех же условиях использование предлагаемого метода позволяет уменьшить погрешность до 6%. Показано, что дробление прямоугольной сетки в 2–8 раз по каждому из пространственных направлений не приводит к такому же повышению точности, которой обладают численные решения, полученные с учетом заполненности ячеек.

Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Проценко Е.А., Сидорякина В.В., Проценко С.В. «Метод учета заполненности ячеек для решения задач гидродинамики со сложной геометрией расчетной области» Математическое моделирование, 31, № 8, с. 79-100 (2019)

Рассматривается развитие и применение метода учета заполненности прямоугольных ячеек материальной средой, в частности, жидкостью для повышения гладкости и точности конечноразностного решения задач гидродинамики со сложной формой граничной поверхности. Для исследования возможностей предлагаемого метода рассмотрены две задачи вычислительной гидродинамики – пространственно-двумерного течения вязкой жидкости между двумя соосными полуцилиндрами и пространственно-трехмерная задача волновой гидродинамики – распространения волны в прибрежной зоне и ее выхода на сушу. Для решения поставленных задач используются прямоугольные сетки, учитывающие заполненность ячеек. Аппроксимация задач по времени выполнена на основе схем расщепления по физическим процессам, а по пространственным переменным – на основе интегро-интерполяционного метода с учетом заполненности ячеек и без ее учета. Для оценки точности численного решения первой задачи в качестве эталона используется аналитическое решение, описывающее течение Куэтта–Тейлора. Моделирование производилось на последовательности сгущающихся расчетных сеток размерами: 11×21, 21×41, 41×81 и 81×161 узлов в случае применения метода и без его использования. В случае непосредственного использования прямоугольных сеток (ступенчатой аппроксимации границ) относительная погрешность расчетов достигает 70%; при тех же условиях использование предлагаемого метода позволяет уменьшить погрешность до 6%. Показано, что дробление прямоугольной сетки в 2–8 раз по каждому из пространственных направлений не приводит к такому же повышению точности, которой обладают численные решения, полученные с учетом заполненности ячеек.

Прошкин В.А. «Об одном экстремальном свойстве орбит в Солнечной системе» Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика, № 3, с. 75-79 (2019)

Показано, что большие полуоси орбит соседних планет и орбит крупных спутников некоторых планет Солнечной системы близки к радиусам орбит в оптимальных решениях задачи об одноимпульсном перелете в планетной системе с круговой орбиты на бесконечность с гравитационным маневром.

Пудовкин А.А., Кузнецов Г.Н., Кутаков С.И., Сухарцов А.А., Кешков Д.И., Китанов М.Ю., Майзель А.Б., Смагин Д.А. «Активное гашение интенсивных периодических сигналов в воздуховоде.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 178-179 (2019)

Пассивные поглотители звука ослабляют возмущения на низких частотах не эффективно, как следствие, в этом частотном диапазоне используются активные методы гашения. В воздуховоде гасящее поле вводится одним или несколькими электродинамиками, расположенными в сечении воздуховода на его цилиндрической поверхности. Наиболее эффективны методы с предсказывающей обратной связью, в которых производится наблюдение возмущения в сечении воздуховода ниже по потоку сечения расположения электродинамиков. Наблюдение формируется усреднением по нескольким микрофонам, расположенным на внутренней поверхности воздуховода, что уменьшает влияние помех, обусловленных турбулентным обтеканием микрофонов воздушным потоком. Для настройки контроллера гашения используется наблюдение возмущения в сечении воздуховода выше по потоку от зоны электродинамиков. Задача контроллера состоит в расчете электрического сигнала, подаваемого на электродинамики активного гашения по сигналу, зарегистрированному ниже по потоку от сечения расположения электродинамиков. Контроллер синтезировался но результатам идентификации передаточных характеристик первичного пути от микрофонов в сечении ниже по потоку до микрофонов в сечении выше по потоку, и вторичного пути от электродинамиков гашения до микрофонов выше по потоку. Идентифицированные передаточные характеристики формируют модель физического воздуховода, которая строилась, как внутренняя модель – в переменных состояния, т.е. в виде системы разностных уравнений первого порядка. При синтезе использовался алгоритм с внутренней моделью гасимого возмущения, для чего задавались частоты, на которых присутствовало возмущение. По ним строилась модель гасимого сигнала – также в переменных состояния. По модели воздуховода строился фильтр Калмана для оценки состояний модели воздуховода в текущий момент времени. Фактически находился вектор усиления в цепи обратной связи фильтра Калмана. Для этого решалось дискретное алгебраическое матричное уравнение Рикатти, параметры которого определялись параметрами идентифицированной модели физического воздуховода. Синтез контроллера проводился методом линейной квадратичной гауссовой (ЛКГ) оптимизации – фактически определялся вектор обратной связи ЛКГ контроллера. Для этого решалось упомянутое дискретное матричное уравнение Рикатти, параметры которого определялись параметрами внутренней модели гасимого возмущения. В физическом эксперименте использовались: цилиндрический воздуховод диаметром 150 мм, четыре 5-ти дюймовых динамика гашения типа В 1622.8, но 6 микрофонов тина ЕСМ-10 в двух сечениях наблюдения сигналов. Контроллер реализован в устройстве на основе процессора TigerSHARC ADSP-TS101S фирмы Analog Devices, частота дискретизации 6872Гц (изготовитель ЗАО «Инструментальные системы»). Приведены результаты эксперимента.

Зайцев А.В., Пузырёв В.И., Шеронова Т.С., Булкин В.В. «Модернизация лабораторной акустической камеры» Методы и устройства передачи и обработки информации, № 20, с. 14-20 (2018)

Представлены результаты модернизации малогабаритной лабораторной заглушённой камеры для исследования средств защиты от акустических воздействий. Проведена замена акустических излучателей. Сформирована самостоятельная акустическая система, встроенная в нижнюю часть конструкции камеры. Проведены измерения и представлена амплитудно-частотная характеристика камеры по звуковому давлению. В результате неравномерность АЧХ снизилась с 37 до 23,5 дБ. Установлены «провалы» в АЧХ на частотах 400 и 630 Гц. Определено, что эти провалы обусловлены конструктивными особенностями камеры. Даны рекомендации по выравниванию АЧХ на этих частотах.

Пустовойт В.И. «Новый метод модуляции в акустооптических спектрометрах» Квантовая электроника, 49, № 8, с. 707-716 (2019)

Предложен новый метод модуляции излучения в коллинеарных акустооптических (АО) спектрометрах, основанный на последовательной дифракции падающего поляризованного оптического излучения на двух звуковых пакетах с одинаковыми частотами и начальными фазами. Построена теория дифракции оптического излучения на двух последовательных пакетах звуковых волн, распространяющихся в кристалле, и найдена инструментальная функция АО спектрометра. Установлено, что инструментальная функция такого спектрометра становится зависящей от времени, причем частота модуляции этой зависимости, в свою очередь, зависит от интенсивности звуковой волны и от отстройки от условий синхронизма. Получена в явном виде частотная зависимость измеряемого фототока для некоторого конечного числа звуковых пакетов и показано, что ее измерение позволяет определить спектральный состав падающего оптического излучения с большей точностью.

Зайцев К.И., Половнев А.Л., Пушкин С.Д. «Расчётно-экспериментальные исследования свойств многослойных звукопоглощающих материалов» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 259-260 (2019)

Одним из направлений развития пилотируемой космонавтики является создание трансформируемых (надувных) модулей, которые выводятся на орбиту в компактном сложенном состоянии, а уже на месте развёртываются в полном размере. Примерами таких разработок являются проект TransHab (NASA), и пристыкованный к МКС в 2016 г. модуль BEAM (Bigelow Aerospace). В РКК «Энергия» также ведутся работы по проектированию трансформируемых модулей, созданию и экспериментальной отработке многослойной трансформируемой гермооболочки. На участке выведения космического аппарата (КА) его конструкция, приборы и оборудование подвергаются воздействиям акустического давления, обусловленного интенсивным акустическим излучением реактивных струй маршевых двигателей ракеты-носителя (PH). При старте и полете PH в плотных слоях атмосферы подавляющее большинство КА защищено от внешних воздействий головным обтекателем, который блокирует часть энергии внешнего акустического поля, снижая амплитуды акустического давления на внешнюю поверхность КА. Это справедливо и для трансформируемых обитаемых космических модулей (ТОКМ). Акустическое поле внутри герметичных отсеков КА определяется звукоизолирующими свойствами его оболочки. Металлическая оболочка стандартных КА обладает значительной звукоизоляцией. Для прогноза характеристик акустических воздействий на бортовое оборудование ТОКМ и анализа их соответствия действующим условиям эксплуатации необходимо определить звукоизолирующие свойства многослойной трансформируемой гермооболочки модуля (МТГО). Кроме того, в процессе штатной эксплуатации модуля, важно учитывать шум от его бортового оборудования, особенно для обитаемых отсеков. Существуют санитарные нормы шумовых воздействий на экипаж пилотируемых космических аппаратов для обеспечения комфортной работы космонавтов. Для расчётов таких воздействий важно знать коэффициент звукопоглощения внутренней поверхности МТГО. Для определения звукоизоляции и коэффициента звукопоглощения проводились испытания фрагментов оболочки в импедансной трубе методом двух нагрузок (различное окончание на торце трубы). В импедансной трубе дополнительно получены собственные характеристики отдельных материалов, такие как характеристический импеданс, комплексные значения скорости распространения звуковых волн и эффективной плотности материала, которые использовались для численного моделирования импедансной трубы в программном комплексе Virtual.Lab. Коэффициент звукопоглощения и поверхностный импеданс отдельных слоёв МТГО определялись также с помощью специализированного инструмента «MicroFlown», который позволяет измерять одновременно акустическое давление и скорость колебания частиц в непосредственной близости от поверхности образца. Данные испытания также были смоделированы в Virtual.Lab. Одной из целей исследования являлось определение влияния геометрических параметров испытательной установки и исследуемого образца. В работе представлены полученные в экспериментах и расчётах результаты, которые достаточно хорошо согласуются между собой.