Вань А., Фань Ч., У Я., Юй Я. «Динамический срыв потока с тонкого профиляи срыв у передней кромки колеблющегося крылапри малых числах Рейнольдса» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 102-116 (2019)

Исследованы нестационарные аэродинамические характеристики плоской пластины и профиля NACA 0012, колеблющихся по углу атаки в окрестности угла статического срыва потока при малом числе Рейнольдса 3.2·10⁴. Кинематика колебательного движения описывается синусоидальной функцией с различными частотой и амплитудой колебаний. Исследование для двумерного случая проведено как экспериментальными, так и численными методами. Цель экспериментов состояла в непосредственном измерении аэродинамических сил и момента. При численном моделировании нестационарное поле течения и коэффициенты подъемной силы (CL) рассчитывались с использованием гамма-тета SST (Shear Stress Transport) модели турбулентности. Имеет место хорошее качественное согласование расчетных и экспериментальных данных по CL, что указывает на адекватность модифицированной RANS модели для расчета переходных течений. В целом динамические эффекты сильнее проявляются в случае профиля NACA 0012, чем для пластины. При фиксированном значении приведенной частоты форма петли гистерезиса CL имеет некоторые характерные особенности, а именно: процесс присоединения потока при движении вниз для NACA 0012 протекает медленнее, чем для пластины, так что имеет место медленный переход для CL, а с задней кромки даже при малых углах атаки сходят стационарные вихри, что приводит к локальной неустойчивости CL. Исследование влияния приведенной частоты и амплитуды показало, что угол атаки, соответствующий максимуму CL, более чувствителен к изменениям первого параметра, а параметром, определяющим угол динамического срыва потока, как для пластины так и для профиля NACA 0012, является приведенная угловая скорость тангажа α. Помимо того, результаты, полученные при K=0.07, показывают, что при максимальном угле атаки коэффициенты подъемной силы и сопротивления близки к их статическим значениям для крыльев изученной геометрии и в рассмотренном диапазоне амплитуд.

Беляев И.В., Копьев В.Ф., Самохин В.Ф., Фараносов Г.А., Замтфорт Б.С. «Возможность достижения перспективными СПС норм по шуму на местности на основе оценки допустимой скорости струи СПС» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 34-36 (2019)

Цель работы состояла в исследовании возможности удовлетворения действующим и перспективным нормам по шуму на местности для различных концепций сверхзвукового пассажирского самолета (СПС), рассматривая шум струи в качестве доминирующего источника и предполагая, что другие источники шума существенно заглушены.

Беляев И.В., Бычков О.П., Фараносов Г.А. «О взаимной связи модальных составов ближнего поля изолированной струи и дальнего поля системы струя-крыло» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 61 (2019)

Данная работа продолжает исследования работы G.A. Faranosov, I.V. Belyaev, V.F. Kopiev, O.P. Bychkov Azimuthal Structure of Low-Frequency Noise of Installed Jet. AIAA Journal, 2019. V. 57. N. 5. Pp. 1885-1898, в которой было дано качественное объяснение наблюдаемым особенностям в изменении азимутального состава шума изолированной струи при установке вблизи нее моделирующей крыло пластины. На настоящий момент анализ разработанной ранее модели шума взаимодействия струи и крыла и соответствующих экспериментальных данных, полученных в АК-2 ЦАГИ, позволил провести теоретическое описание связи азимутальных компонент ближнего гидродинамического поля струи и дальнего акустического поля конфигурации струя–пластина. Полученные результаты позволили не только провести более глубокую валидацию аналитической модели, но и предложить упрощенный метод сбора необходимой для модели входной информации, что может быть полезным, например, при наличии спутного потока.

Абзалилов И.А., Бычков О.П., Фараносов Г.А. «Применение метода собственного ортогонального разложения для анализа ближнего и дальнего поля турбулентной струи» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 171-172 (2019)

С развитием экспериментальных методов исследования потоков (появление томографических быстродействующих систем измерения скорости типа TomoPIV) и численных методов применительно к задачам аэроакустики появилась возможность получения достаточно подробной информации о пространственно-временной структуре пульсаций в объеме турбулентных течений. При этом возникает вопрос: как ее использовать. Сами по себе сотни гигабайт данных, получаемых «на выходе» экспериментов и/или расчетов, не дают физического понимания, пока исследователь не найдет в них некие закономерности, позволяющие строить математические модели изучаемого явления. Таким образом, становится актуальной задача обработки и анализа больших объемов данных о случайных пространственно-временных полях. В последние несколько десятилетий стандартные методы анализа данных, такие как, разложение на Фурье-гармоники, получение спектральных плотностей мощности сигнала, расчет корреляционных функций и функций когерентности, были дополнены новыми методами, нацеленными именно на обработку массивов временных реализаций пульсаций, синхронно измеренных во многих точках пространства. К таким методам можно отнести методы разложение по эмпирическому базису на ортогональные моды во временной (POD – proper orthogonal decomposition) и в частотной областях (SPOD – spectral proper orthogonal decomposition). Метод SPOD в последнее время достаточно часто применяется при анализе струйных течений для выделения когерентных структур. В НИО-9 ЦАГИ до настоящего времени данный метод анализа не использовался. Данная работа посвящена реализации и тестированию метода SPOD как на модельных примерах, позволяющих понять особенности метода, так и на данных, полученных при численном моделировании дозвуковой турбулентной струи, истекающей из круглого сопла.

Бычков О.П., Демьянов М.А., Фараносов Г.А. «Локализация дипольных источников шума плоскими микрофонными решетками» Акустический журнал, 65, № 5, с. 675-687 (2019)

Проведено обобщение классического алгоритма локализации источников шума плоской микрофонной решеткой на случай его применения к источникам дипольного типа. Проведена верификация разработанного алгоритма и его валидация на основе обработки данных экспериментальных исследований шума обтекания цилиндра и шума взаимодействия струи с пластиной. Проведено сравнение результатов локализации дипольных источников шума с помощью плоской микрофонной решетки на основе разработанного алгоритма и азимутальной решетки на основе метода азимутальной декомпозиции.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Фараносов Г.А., Остриков Н.Н., Денисов С.Л. «Исследование экранирования шума турбулентной струи на основе адаптированной корреляционной теории» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 67-68 (2019)

Настоящая работа является этапом в разработке модели источников шума струи, позволяющей проводить быстрые и эффективные оценки характеристик акустического излучения турбулентных струй в ходе работ по снижению шума. Корреляционная модель источников звука была разработана применительно к звуковому полю турбулентной дозвуковой струи и валидирована на основе экспериментальных данных, полученных методом азимутального разложения шума струи. Преимуществом этой модели является то, что она позволяет предсказывать не только спектральную плотность шума, но и фазовые характеристики звукового поля, что необходимо для оценки шума взаимодействия струи с элементами летательного аппарата. В работе проводится развитие корреляционной теории источников звука для случая, когда вблизи струи находится экранирующая поверхность. Моделируется ближнее акустическое поле струи при наличии экранирующей поверхности с целью ее дальнейшей валидации и последующего применения к задаче оценки эффективности экранирования шума струи элементами планера. Результаты данной работы дополняют методы и подходы, использовавшиеся при расчете эффективности шума, излучаемого волнами неустойчивости. Расчет эффекгивности экранирования шума струи был выполнен с помощью Геометрической Теории Дифракции (ГТД), основные положения которой применительно к расчету экранирования шума некомпактных источников разработаны в[Ostrikov N.N., Denisov S.L. Airframe Shielding of Noncompact Aviation Noise Sources: Theory and Experiment // AIAA Paper 2015 – 2691, June 2015]. Экспериментальная валидация метода ГТД, выполненная с помощью метода последовательностей максимальной длины в работе[Денисов С.Л., Корольков А.И. Исследование экранирования шума с помощью метода последовательностей максимальной длины в приложении к задачам авиационной акустики // Акустический журнал 2017. Т. 63. № 4. С. 1-17], продемонстрировала не только высокую точность расчета звукового ноля в зоне геометрической тени, но и показала применимость ГТД к исследованию дифракции звука, излучаемого некомпактными источниками, на плоских прямоугольных и полигональных экранах.

Бычков О.П., Копьев В.А., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А., Казанский П.Н., Моралев И.А. «Разработка и реализация системы активного подавления волн неустойчивости в невозбужденной турбулентной струе» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 167-168 (2019)

Работа продолжает предыдущие исследования авторов в области активного управления волнами неустойчивости в слое смешения струи. В целом, стратегия управления была сформулирована в работе И.В. Беляев, М.Ю. Зайцев, В.А. Копьев, В.Ф. Копьев, Г.А. Фараносов Акустическое управление волнами неустойчивости в турбулентной струе. Акустический журнал. 2013. Т.59. №1. С.19-30, где была показана ее принципиальная осуществимость. Стратегия состоит в узкополосной скользящей фильтрации исходного сигнала и формировании соответствующего узкополосного управляющего воздействия. Предполагается, что справедлив линейный принцип наложения сигналов, т.е. что если управляющее воздействие генерирует волны неустойчивости в противофазе по отношению к естественным волнам, развивающимся в слое смешения струи, и с той же амплитудой, то суммарный сигнал будет уменьшаться. Система управления реализована на основе модуля LCARD Е14- 440D. Сигнал обрабатывается в реальном времени процессором модуля. Код драйвера модуля модифицируется так, чтобы обеспечить цифровую фильтрацию сигнала с микрофонов, коррекцию фазовых и амплитудных искажений. Обработанный сигнал поступает на выход через ЦАП и далее используется для модуляции питающего напряжения на плазменном актуаторе. Приводится принципиальная схема системы управления. Для генерации волн неустойчивости использовался актуатор высокочастотного диэлектрического барьерного разряда с кольцевым электродом, установленным на внутренней поверхности сопла. Это позволяло генерировать практически осесимметричное управляющее воздействие. Сигнал на систему управления подавался с нары микрофонов ближнего поля, позволяющей выделять симметричную компоненту пульсаций. В ближнем поле были установлены также дополнительные микрофоны для исследования пространственной структуры отклика струи на управление.

Бычков О.П., Копьев В.А., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А., Казанский П.Н., Моралев И.А. «Отработка концепции активного управления шумом взаимодействия струи и крыла с помощью плазменных актуаторов» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 169-170 (2019)

Расположение крыла вблизи реактивной струи делает дифракцию пульсаций ближнего поля струи на его задней кромке эффективным источником звука. Пульсации ближнего поля, в свою очередь, определяются волновыми пакетами, развивающимися в слое смешения струи за счет неустойчивости Кельвина–Гельмгольца. Следовательно, для струи вблизи крыла уменьшение интенсивности волновых пакетов должно привести к снижению шума в дальнем поле. Причем данный источник шума проявляется, в том числе, и для низкоскоростных струй, для которых прямое излучение шума волнами неустойчивости (без пластины) является слабым. В работе рассматривается возможность снижения шума взаимодействия струи и крыла с помощью плазменного актуатора высокочастотного диэлектрического барьерного разряда в составе системы управления с обратной связью. Первоначально эффект снижения шума взаимодействия демонстрируется для струи (скорость истечения 180 м/с), возбужденной с помощью динамика. Эффект управления для этого случая показан на рисунке в виде диаграмм направленности шума на частоте возбуждения. В зависимости от сдвига фаз между возбуждением и управляющим воздействием, подобранными по амплитуде, шум исходно возбужденной струи можно усилить на величину около 6 дБ или ослабить на величину порядка 10 дБ. Этот результат подтверждает концепцию снижения шума взаимодействия. Показана также возможность снижения шума взаимодействия для невозбужденной струи. Система управления реализована на основе модуля LCARD E14-440D и аналогична той, что использовалась для свободной струи.

Бычков О.П., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А. «Валидация модели низкочастотного шума взаимодействия струи и крыла в условиях спутного потока» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 173-174 (2019)

В последнее время большое число исследований посвящено разработке предсказательных моделей шума взаимодействия струи и крыла, который может быть важен с точки зрения уровней шума самолета на местности. При этом такие модели обычно валидируются на экспериментальных данных, полученных в статических условиях. В то же время, с практической точки зрения, важно, чтобы модель надежно работала в условиях спутного потока, которые соответствуют взлетно-посадочным режимам полета самолета. Сложность валидации моделей в условиях наличия спутного потока двояка. Во-первых, необходимы соответствующие экспериментальные данные по шуму в дальнем поле для конфигурации струя-крыло. Установок, позволяющих получить такие данные, не много. Во-вторых, для «работы» моделей необходимы экспериментальные данные о пульсациях давления в ближнем поле струи. При наличии спутного потока получение таких данных представляет определенную проблему и требует специальных датчиков и/или специальных методов измерений. В работе предложен метод, который можно использовать для оценки низкочастотного шума взаимодействия струи и крыла в условиях полета. Основная идея метода основана на восстановлении осесимметричной моды пульсаций давления ближнего поля с использованием комбинации экспериментально измеренных пульсаций скорости на оси струи и собственных функций возмущений, рассчитываемых в рамках линейной теории устойчивости для заданного среднего поля течения. Параметры первой азимутальной моды определяются по параметрам осесимметричных возмущений. Восстановленные таким образом характеристики ближнего поля затем используются в качестве входных данных в аналитической модели прогнозирования шума взаимодействия струи и крыла. Сравнение результатов моделирования и экспериментальных данных по шуму взаимодействия струи и плоской пластины показало, что модель адекватно описывает форму спектра шума и его диаграммы направленности для различных чисел Струхаля в статических и полетных условиях.

Бритенков А.К., Боголюбов Б.Н., Дерябин М.С., Фарфель В.А. «Измерение электромеханических характеристик компактного низкочастотного гидроакустического излучателя сложной формы» Труды Московского авиационного института, № 105, с. 3 (2019)

Низкочастотные гидроакустические излучатели применяются в широком спектре практических приложений: от дальней звукоподводной связи и телеуправления до сейсмоакустической разведки. Изготовление корпуса излучателя является одной из самых сложных технологических процедур в процессе создания и настройки. Предложенная конструкция гидроакустического преобразователя с гофрированной излучающей оболочкой позволяет исключить ряд проблем герметизации, устойчивости к гидростатическому давлению, разбросу параметров и надёжности. Для оценки эффективности предложенного излучателя проведены измерения механического коэффициента трансформации. Распределения амплитуд колебаний излучающей оболочки и активного элемента преобразователя получены методом лазерной виброметрии. Приведено сравнение результатов измерений электроакустических характеристик излучателя в воде с результатами оценки его резонансной частоты на основе упрощённой теоретической модели. Проведённые исследования показали перспективность предложенной конструкции излучателя для широкого круга акустических приложений.

Ковалевский В.В., Фатьянов А.Г., Караваев Д.А., Брагинская Л.П., Григорюк А.П., Мордвинова В.В., Тубанов Ц.А., Базаров А.Д. «Исследование и верификация скоростных моделей земной коры методами математического моделирования и активной сейсмологии» Geodynamics & Tectonophysics, 10, № 3, с. 569-583 (2019)

Представлены результаты сравнения теоретических сейсмограмм для двух скоростных моделей земной коры и данных о временах вступлений Р-волн на экспериментальных вибрационных сейсмограммах на 400-км участке профиля Байкал–Улан-Батор. Теоретические сейсмограммы получены методами математического моделирования волновых полей для скоростных моделей земной коры, построенных по данным экспериментов BEST и PASSCAL. Вибрационные сейсмограммы получены при измерении волнового поля вибратора ЦВО-100 Южно-Байкальского полигона СО РАН. Экспериментальные значения времен вступлений в группе Р-волн на вибрационных сейсмограммах соответствуют значениям на теоретических сейсмограммах для волн большой амплитуды. Сравнение теоретических сейсмограмм эксперимента BEST и данных о временах вступлений Р-волн на экспериментальных вибрационных сейсмограммах на 400-километровом участке профиля Байкал–Улан-Батор показывает, что экспериментальные времена вступлений волн максимальной амплитуды соответствуют теоретическим годографам волн со скоростью 6.25–6.80 км/с скоростной модели эксперимента BEST. Вместе с тем экспериментальные данные не содержат времен вступлений, соответствующих продольным волнам со скоростью Vp=7.25 км/с, связанных с предполагаемым слоем мощностью более 10 км в нижней коре в скоростной модели эксперимента BEST. Экспериментальные значения времен вступлений волн в группе Р-волн вибрационных сейсмограмм находятся в области времен вступлений волн на теоретических сейсмограммах эксперимента PASSCAL на всем протяжении 400-километрового профиля. Это свидетельствует о надежном определении средних значений скоростей волн в скоростной модели эксперимента PASSCAL. Следует отметить, что экспериментальные значения времен вступлений первой волны в группе Р-волн согласуются с временами первых вступлений на годографах теоретических сейсмограмм для скоростной модели эксперимента PASSCAL в диапазоне расстояний от 65 до 380 км от источника.

Бедарев И.А., Темербеков В.М., Федоров А.В. «Моделирование режимов наклонных детонационных волн, возникающих при инициировании детонации снарядом малого диаметра» Теплофизика и аэромеханика, № 1, с. 63-73 (2019)

Выполнены численные исследования инициирования детонации в реагирующей водород-кислородной смеси сферическим снарядом малого диаметра, летящим со скоростью, превышающей скорость Чепмена–Жуге. Математическая модель основана на приведенной кинетической схеме для описания химических реакций. При верификации расчетного алгоритма проведено сравнение режимов течения и размера детонационной ячейки для численных и экспериментальных данных. Получено согласование расчетных и экспериментальных картин течения, количественное соответствие режимов существования наклонных детонационных волн.

Медведев В.Т., Федорова Е.В., Боровкова А.М. «К оценке риска профессионального заболевания органов слуха отдельных категорий работников энергетических предприятий» Вестник Московского энергетического института (МЭИ), № 3, с. 134-141 (2019)

Электроэнергетика относится к видам деятельности, в которых высок риск травматизма и профессиональных заболеваний, поскольку труд энергетиков сопряжен с высоким напряжением, работой на высоте, воздействием вредных и опасных производственных факторов. Поэтому определение рисков и профессиональных заболеваний с целью их минимизации является одной из важнейших задач. Следует учитывать, что формирование условий для профессиональных заболеваний, как правило, происходит в результате сложной комбинации многих факторов. В структуре профессиональной заболеваемости преобладают потери слуха от воздействия шума и вибрационная болезнь, хотя их показатели в электроэнергетике значительно ниже общероссийских. Наиболее проблемными профессиями по данной патологии являются слесари по ремонту оборудования котельной, операторы котельной, слесари по ремонту парогазотурбинного оборудования, водители и трактористы. Установлено, что нарушения слуха связаны с возрастом, полом (чаще наблюдаются у мужчин), курением и характеристиками шума. Воздействие повышенных уровней шума приводит к формированию не только сердечно-сосудистой, но и эндокринной патологий, а также может быть фактором риска развития гестационной гипертензии и врожденных пороков развития плода. Приведен расчет риска профессионального заболевания органов слуха от негативного влияния шума при его увеличении, вследствие старения оборудования или нарушения технологических режимов, а также от использования средств индивидуальной защиты. Для работников шумных производств и профессий энергетической отрасли рекомендован комплекс профилактических мероприятий.

Федорченко Ю.П., Шорстов В.А., Макаров В.Е. «Использование гибридных сеток для расчета аэродинамических и акустических характеристик элементов силовых установок» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 292-293 (2019)

Представлены результаты расчетного исследования с помощью разрабатываемого в ЦИАМ нового численного метода аэродинамических и акустических характеристик элементов силовых установок с использованием т.н. гибридных сеток.

Молод М.В., Максименков В.И., Федосеев В.И. «Особенности звукопоглощающих конструкций с гофровым заполнителем» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 152-153 (2019)

Гофровые панели находят широкое применение в конструкции летательных аппаратов. Чаще всего это панели фюзеляжа, крыла. В зарубежной авиационной технике гофровые конструкции применяются в качестве звукопоглощающих панелей. Проведенные исследования показали, что по акустической эффективности они не уступают сотовым конструкциям, но проигрывают им по весовым параметрам. В тезисах статьи рассмотрен способ повышения акустической эффективности гофровых панелей за счет применения специальной вставки. Проведены исследования гофровых металлических панелей, состоящих из двух обшивок одна из которых перфорированная и гофрового заполнителя, расположенного между ними. Гофровый заполнитель с обшивками соединяется контактной сваркой. Проведены испытания гофровых панелей. Основные материалы, применяемые для изготовления панелей Д16М, I2X18H10T, ОТ4-1. По механическим свойствам гофровые панели отличаются от обычных конструкций с сотовым заполнителем высокой степенью жесткости при изгибе. В продольном направлении анизотропные свойства панелей с гофровым заполнителем проявляются в большей степени, чем у слоистых панелей с сотовым заполнителем при эквивалентных конструктивных параметрах. Учитывая анизотропные свойства гофровых панелей, рекомендуется использовать их в таких конструкциях, где наибольшие напряжения действуют в продольных направлениях. При механических испытаниях гофровых панелей выявлено, что применяемая вставка не влияет на механические характеристики панели. Проведенные акустические испытания на установке канал с потоком показали на повышение эффективности новой конструкции гофровой панели в 1.7 раза. Разработана технология изготовления гофровой панели со вставкой. Дана оценка весовых параметров панели. Рассмотрены варианты применения нового типа гофровых панелей в качестве звукопоглощающих конструкций.

Федосеев С.Ю., Тимушев С.Ф. «Описание генерации акустических колебаний вихревыми структурами с использованием точечных групп симметрии» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 209-210 (2019)

Повышенный спрос на лопаточные машины с заданными акустическими характеристиками диктует необходимость разработки новых методик проектирования вентиляторов, насосов, компрессоров и турбин. Важным этапом разработки таких методик является поиск новых подходов позволяющих моделировать источники акустических колебаний. Одной из крупнейших, по мнению авторов, групп источников акустических колебаний являются вихревые структуры. Вихревые структуры могут становиться причиной нестационарных гидродинамических явлений, или являться независимыми источниками акустических колебаний. Один из таких «независимых» источников и рассмотрен в нашей работе. В качестве объекта исследований выбрано вихревое кольцо, имеющее некоторый конечный набор форм колебаний. Классический подход к моделированию динамики такого вихревого кольца предполагает рассмотрение его в терминах завихренности с последующим решением системы уравнений А.А. Фридмана. Альтернативой этому подходу является применение системы уравнений Навье–Стокса дополненной уравнениями модели турбулентности. Однако, такие подходы предполагают проведение «прямого» численного моделирования, с затратой значительных вычислительных ресурсов или введения некоторого осреднения, приводящего к потере ряда решений. Предлагаемый в данной работе подход подразумевает использование наличия симметрии у вихревой структуры, в качестве фактора позволяющего упростить моделирование динамики вихревой структуры, так как дает возможность применить аппарат теории точечных групп симметрии к задаче моделирования.

Федотов А.В. «Численное моделирование гашения колебаний распределенной системы с помощью пьезоэлементов» Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки, 12, № 1, с. 142-155 (2019)

Продолжение работ автора, в которых рассматривалась задача об управлении вынужденными изгибными колебаниями металлической балки с помощью пьезоэлектрических сенсоров и актуаторов. При этом все результаты управления были получены экспериментально. Однако для того, чтобы процесс проектирования систем управления был наиболее эффективным, необходима разработка численной модели, позволяющей получать результаты для разных вариантов таких систем, что и является задачей данной работы. В исследовании численно на основе конечно-элементной модели объекта воспроизводятся основные экспериментальные результаты, а также проектируются более эффективные модальные системы управления, приводящие к большему снижению амплитуды резонансных колебаний балки, по сравнению с системами, рассмотренными ранее в эксперименте. Ключевые слова: управление колебаниями, мехатроника, модальное управление, пьезоэлемент, конечно-элементная модель.

Федотов Е.С., Бульбович Р.В. «Влияние модального состава шума авиационного двигателя на импеданс полномасштабной звукопоглощающей конструкции» Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации, № 1, с. 310-313 (2018)

Основной акустической характеристикой звукопоглощающих конструкций авиационных двигателей является их импеданс. Импеданс зависит от большого количества факторов, но влияние номера моды на импеданс до сих пор является открытым вопросом. Приводятся результаты исследования зависимости импеданса полномасштабной ЗПК от номера акустической моды.

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.

Рутенко А.Н., Гриценко В.А., Ковзель Д.Г., Манульчев Д.С., Фершалов М.Ю. «Методика оценки параметров измеренных на Сахалинском шельфе акустических импульсов для многофакторного анализа их влияния на серых китов» Акустический журнал, 65, № 5, с. 662-674 (2019)

В 2015 г. во время проведения сейсморазведок на северо-восточном шельфе о. Сахалин у дна в точках, расположенных на границах и внутри районов летне-осеннего нагула серых китов, проводились стационарные измерения вариаций акустического давления в частотном диапазоне 2–15000 Гц с динамическим диапазоном 145 дБ. В акустическом мониторинге были задействованы 40 автономных подводных регистраторов. Суммарная продолжительность акустических измерений составила 4312 суток. Целью представленного в статье мониторинга было получение оценок параметров акустических импульсов, сформированных на шельфе сейсморазведочными сигналами и забивкой фундаментных свай на берегу, для многофакторного корреляционного анализа влияния данных работ и исследований на поведение серых китов.

Филатов Е.В., Якимов А.Ю. «Волнообразование перед глиссирующей пластинкой» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 52-58 (2019)

Представлены результаты проведенных в гидроканале МГУ экспериментов по движению пластинки, жестко закрепленной на динамометрической тележке. Исследовались волновой след за телом и течение перед ним в жидкости конечной глубины при околокритических скоростях движения и малых углах глиссирования. Наблюдения показали, что стационарный периодический волновой след возникает вместе с носовой волной неизменной формы, а при отставании кормовых волн возбуждаются волны перед глиссирующей пластинкой. Получено экспериментальное подтверждение известной формулы Рассела для амплитуды уединенной волны. С точностью до малых параметров показано ее совпадение с результатом М.А. Лаврентьева. Приводятся результаты численного моделирования условий эксперимента с использованием программного комплекса XFlow™. Результаты экспериментов в гидроканале совпадают с численными.

Филатов И.С., Армянинов И.С., Маматказин Т.Р. «Влияние параметров ультразвуковой сварки на прочность контактных соединений выводов интегральных микросхем» Вестник Тамбовского государственного технического университета (ТГТУ), 25, № 1, с. 149-154 (2019)

Исследованы зависимости прочности микросварных соединений от параметров ультразвуковой микросварки: усилия прижима, величины тока, подаваемого на генератор ультразвуковых колебаний, времени сварки. Получены параметры, при которых наблюдалась наибольшая прочность соединений контактов. Решена одна из главных задач в области сборки интегральных микросхем, а именно, подобраны оптимальные параметры для соединений типа «шарик–клин», формируемые из золотой проволоки на подложке с золотым покрытием на установке ультразвуковой мик

Филонова Е.Н., Белова Д.Д. «Акустическое загрязнение окружающей среды строительными площадками» Безопасность жизнедеятельности, № 6, с. 20-25 (2019)

Исследован шум на строительной площадке в городе Новосибирске по методике государственного стандарта. Доказано, что строительная площадка является источником акустического загрязнения окружающей среды. Согласно нормативным документам дана санитарно-гигиеническая оценка влияния шума стройплощадки на население и работников. Для строителей эквивалентный уровень звука в пределах нормативных требований – не превышает нормативный уровень 80 дБА, однако для жителей близлежащих домов уровень звука превышен на 15–24 дБА. Перечислены меры по улучшению обстановки.

Гаврилов А.А., Сентябов А.В., Финников К.А. «Расчетное исследование трехмерного кавитационного обтекания лопатки направляющего аппарата гидротурбины» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 3-12 (2019)

Представлены результаты численного моделирования кавитационного обтекания модели лопатки направляющего аппарата гидротурбины, выполненные для условий экспериментальных исследований. Анализируются возможности метода моделирования отсоединенных вихрей (DES) для расчета динамики обтекания гидрокрыла в различных режимах для двух углов атаки: 3 и 9°. Приводится сопоставление средней скорости течения внутри пограничного слоя с экспериментальными данными, а также величина и форма трехмерной паровой каверны в различных режимах. Анализируется динамика паровой каверны и генерируемые при этом пульсации.

Фокин М.И., Дугаров Г.А., Дучков А.А. «Экспериментальные акустические измерения на песчаных неконсолидированных образцах, содержащих гидрат метана» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2019/4 (2019)

Рассматриваются результаты длительного эксперимента по изучению акустических свойств песчаного неконсолидированного образца, содержащего газовый гидрат метана. Эксперимент был разделен на два этапа: поддержание постоянных термобарических условий, соответствующих области стабильности гидрата метана и линейное изменение температуры образца. В результате было обнаружено два эффекта: падение скоростей как продольных, так и поперечных волн при длительной выдержке образца, содержащего гидрат метана, а также температурная зависимость акустических свойств – скоростей. С увеличением температуры наблюдается уменьшение значений скоростей с усилением этого эффекта при приближении к границе зоны стабильности гидрата метана. При длительной выдержке образца за примерно 400 ч скорости продольных и поперечных волн упали на 5.3 и 4.4% соответственно. Данные эффекты могут оказывать существенное влияние на интерпретацию результатов экспериментальных исследований гидратосодержащих образцов и должны быть учтены в ходе их проведения

Дорошенко О.В., Кириллова Е.В., Фоменко С.И. «Асимптотическое решение гиперсингулярного граничного интегрального уравнения, моделирующего рассеяние плоских волн на интерфейсной полосовой трещине» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 2, с. 86-99 (2019)

Одним из методов обнаружения и идентификации внутренних повреждений материалов и конструкций, широко применяемых на практике в различных областях машиностроения и геофизики, является неразрушающий ультразвуковой контроль. Для успешного использования данного метода необходима разработка математических моделей, описывающих рассеяние упругих волн на различных дефектах и неоднородностях. Современные композитные материалы делают актуальной задачу определения производственных или усталостных повреждений, расположенных на внутренних границах раздела разнородных сред. Для моделирования рассеяния упругих волн интерфейсными трещинами в настоящей работе используется аналитически ориентированный метод граничных интегральных уравнений (ГИУ). В рамках этого метода неизвестная функция раскрытия берегов трещины раскладывается в ряд ортогональных функций, и интегральное уравнение проецируется на некоторый набор функций. Регуляризация гиперсингулярных ГИУ методом Бубнова–Галеркина производится путем повторного интегрирования по берегам трещины. В данной работе с помощью метода ГИУ строится асимптотическое решение задачи о дифракции плоских упругих волн на полосовой интерфейсной трещине, расположенной между двумя разнородными полупространствами. Для рассеянного поля строится интегральное представление в терминах Фурье-образов матрицы Грина. Скачок перемещений на полосовой трещине раскладывается в ряд по полиномам Чебышева второго порядка. Предположение о малости характерного размера дефекта по сравнению с длиной падающей волны позволяет построить асимптотические представления для ядра интегрального уравнения в нуле и бесконечно удаленных точках. С помощью метода Бубнова–Галеркина находится асимптотическое зависящее от частоты решение ГИУ, которое имеет более широкий частотный диапазон сходимости по сравнению с известным квазистатическим решением. Хорошая согласованность построенного асимптотического решения с численным решением демонстрируется для разных пар материалов. Построенная асимптотика позволяет повысить эффективность МГИУ за счет уменьшения вычислительных затрат на расчет интегралов, а также может быть применена в рамках модели Бострема–Викхема для описания динамического поврежденных интерфейсов в более широком частотном диапазоне.

Асеев А.Л., Варшалович Д.А., Велихов Е.П., Грехов И.В., Гуляев Ю.В., Жуков А.Е., Иванов С.В., Каплянский А.А., Копьев П.С., Красников Г.Я., Сурис Р.А., Фортов В.Е. «Памяти Жореса Ивановича Алферова» Успехи физических наук, 189, № 8, с. 899-900 (2019)

Аптекарь Р.Л., Быков А.М., Голенецкий С.В., Фредерикс Д.Д., Свинкин Д.С., Уланов М.В., Цветкова А.Е., Козлова А.В., Лысенко А.Л. «Космические гамма-всплески и мягкие гамма-репитеры – наблюдения и моделирование экстремальных астрофизических процессов (К 100-летию Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН)» Успехи физических наук, 189, № 8, с. 785-802 (2019)

Гамма-всплески и гамма-репитеры (повторные мягкие гамма-всплески) являются наиболее яркими источниками космического гамма излучения. Физические процессы, приводящие к огромным светимостям космических гамма-источников, представляют фундаментальный интерес, поскольку позволяют изучать явления в окрестности чёрных дыр звёздных масс и нейтронных звёзд с магнитными полями, вероятно, выше критических квантово-электродинамических значений, необходимых для поляризации вакуума. Это делает возможным изучение физических процессов в условиях, недостижимых в физических лабораториях. Высокая светимость гамма-всплесков позволяет наблюдать их на космологических расстояниях и изучать процессы образования первых звёзд, а также свойства материи на луче зрения. Приводится краткий обзор результатов современных всеволновых исследований космических гамма-всплесков и мягких гамма-репитеров. Описывается история развития, основные результаты и перспективы исследований космических гамма-всплесков и мягких гамма-репитеров – актуального направления фундаментальных космических исследований в Физико-техническом институте (ФТИ) им. А.Ф. Иоффе РАН. Детально представлены результаты, полученные в экспериментах с детекторами КОНУС нескольких поколений, разработанных и успешно реализованных в ФТИ. Наблюдательные данные, полученные в космических экспериментах, эффективно дополняются результатами моделирования астрофизических источников с экстремальным выделением энергии. Обсуждаются перспективы исследования гамма-всплесков и мягких гамма-репитеров, включая эксперименты, планируемые в ФТИ им. А.Ф. Иоффе.

Титарев В.А., Фролова А.А., Шахов Е.М. «Отражение потока разреженного газа от стенки с отверстием и истечение газа в вакуум» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 111-118 (2019)

На основе кинетической S-модели решается двумерная нестационарная задача об отражении равномерного сверхзвукового потока разреженного газа, падающего нормально на стенку с отверстием и истечение газа через отверстие (щель и канал) в вакуум. Изучается влияние щели на характер отражения, на скорость отраженной ударной волны от стенки и на формирование струи газа, истекающего в вакуум, в зависимости от скорости падающего потока, степени разреженности газа и от условий на стенке. Исследуется также влияние толщины стенки, то есть длины канала, через который происходит истечение. В качестве основной интегральной характеристики рассчитывается расход газа через отверстие. Прослеживается выход процесса истечения на стационарный режим отражения. Кинетическое уравнение решается численно консервативным методом конечных разностей второго порядка аппроксимации по всем переменным.

Фу Ч., Ян С. «Анализ изгиба балки Тимошенко с трещиной с использованием нелокальной градиентной теории упругости» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 3, с. 196-206 (2019)

С использованием нелокальной градиентной теории упругости и модели изгибной жесткости трещины предложена модель балки Тимошенко с трещиной, в которой учитываются размеры балки. Получены выражения для изгибающего момента и перерезывающей силы высших порядков, а также аналитическое решение задачи об изгибе свободно опертой балки с произвольным числом трещин, находящейся под действием равномерной поперечной нагрузки. Исследовано влияние нелокального параметра, характерного линейного размера материала, наличия трещины и гибкости балки на поведение балки при ее изгибе. Установлено, что характерный линейный масштаб материала существенно влияет на поведение балки с трещиной при изгибе, в то время как влияние нелокального параметра градиентной теории менее существенно. Показано, что упрочнение и разупрочнение микробалки с трещиной зависят от обоих масштабных параметров, и в том случае, когда эти параметры равны, поведение микробалки при изгибе отличается от поведения классической балки Тимошенко с трещиной. Установлено, что влияние масштабного эффекта на упрочнение и разупрочнение балки увеличивается с уменьшением гибкости балки.