Россихин А.А., Милешин В.И. «Использование осесимметричного метода гармонического баланса для расчета распространения нестационарных возмущений по тракту авиационного двигателя» Математическое моделирование, 33, № 7, с. 93-108 (2021)

Представлен метод расчета распространения нестационарных возмущений по тракту турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД), учитывающий нелинейные эффекты. Он основан на поиске решения в виде конечного набора азимутальных мод и проведении расчета для комплексных амплитуд этих мод с применением метода гармонического баланса. Использование метода может позволить ускорить расчет распространения возмущений через воздухозаборник и сопло ТРДД в том случае, когда влиянием нелинейных эффектов нельзя пренебречь. Рассматриваемый метод реализован в программном комплексе ЦИАМ 3DAS (3 Dimensional Acoustics Solver). Он был проверен на задаче расчета нелинейного взаимодействия акустических мод в 2D цилиндрическом канале. Результаты расчета с использованием данного метода показали хорошее соответствие с результатами расчета, выполненного во временной области.

Бурнаевская Е.В., Гришанов В.Н. «Применение структурированных в пространстве и времени лазерных пучков в виброметрии» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 2, № 1, с. 19-27 (2015)

Разработаны лазерные измерители виброперемещений, позволяющие одновременно фиксировать три пространственные компоненты перемещений поверхности – две угловые и одну поступательную. Для измерения угловых компонент перемещений используется зеркальная составляющая отраженного поверхностью излучения, а поступательной – диффузная. Импульсно-периодический режим работы лазера обеспечивает измерение частоты вибраций. Показано, что применение в виброметрах структурированных в пространстве и времени лазерных пучков, повышает быстродействие виброметров и расширяет номенклатуру измеряемых параметров.

Почкин Я.С., Халецкий Ю.Д., Милешин В.И. «Развитие конструкции надроторных устройств для биротативного закапотированного вентилятора с целью повышения его акустических характеристик» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 4, № 1, с. 27-35 (2018)

Изложены результаты экспериментального исследования влияния нескольких конфигураций надроторных устройств (НРУ) щелевого типа на шум модели биротативного закапотированного вентилятора при варьировании конструктивных параметров НРУ – количества щелевых отверстий решетки и высоты полости. Показано, что наиболее значимым конструктивным параметром является коэффициент заполнения решетки. Наибольшее снижение суммарного уровня звуковой мощности вентилятора достигалось при установке НРУ только над вторым рабочим колесом при наибольшем значении коэффициента заполнения решетки.

Ромашов Н.Н., Ермилов М.А., Ермилова Е.Н., Видяскина А.Н. «Разработка и апробация методики расчёта гидродинамического шума и виброакустических характеристик дроссельно-регулирующей арматуры гидросистем» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 5, № 3, с. 14-19 (2019)

Рассматривается методика оценочного расчета виброакустических характеристик запорно-регулирующей арматуры дроссельного типа. Приведен алгоритм указанной методики, позволяющей определять гидродинамический шум дроссельного устройства и его вибрационные характеристики. Выделены основные параметры, определяющие адекватность и точность методики, определение которых возможно лишь экспериментальным путем. Установлено, что число таких параметров – 3 и к ним относят: акустический КПД, зависящий от режимов работы клапана, эквивалентная площадь контакта возбуждённого турбулентного потока с внутренними стенками арматуры и механический импеданс клапана в точках его крепления. Подробно описан способ определения механического импеданса клапана.

Макаров В.В., Рыжов В.А. «Особенности гибридного метода расчета виброакустических характеристик инженерных конструкций» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 1, с. 185-190 (2020)

Объект и цель научной работы. Объектом работы являются виброакустические характеристики (ВАХ) инженерных конструкций в широком диапазоне частот. Целью является выбор численного метода по критерию максимального соответствия расчетных и экспериментальных данных в области как нижних, так и верхних частот. Материалы и методы. Рассматриваются численные методы моделирования ВАХ инженерных конструкций: конечных элементов, энергостатистический, гибридный. Экспериментальные измерения ВАХ проводились в малогабаритном бассейне на натурной модели двухкорпусной конструкции. Основные результаты. По результатам исследования сделан вывод о том, что наиболее приемлемым для получения достаточной скорости вычислений и точности результатов расчета ВАХ в широком диапазоне частот является гибридный метод. Заключение. Применение гибридного метода для моделирования ВАХ позволило установить возможность проведения исследований крупногабаритных моделей в ограниченном пространстве (малогабаритном бассейне) в областисредних и низких частот.

Исраилов М.Ш. «Дифракция и гашение колебаний барьерами в упругих средах» Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика, № 1, с. 35-38 (2021)

На примере задачи дифракции упругой SH-волны на преграде в виде полуплоскости демонстрируется возможность использования барьеров для ослабления колебаний и волн в упругих средах. Обнаружено, что не только жесткий барьер, но и разрез или естественный разлом в грунте могут защищать фундаменты и здания от объемных сдвиговых волн.

Цветкова В.О., Абалакин И.В., Бобков В.Г., Жданова Н.С., Козубская Т.К., Кудрявцева Л.Н. «Моделирование обтекания винта на адаптивной неструктурированной сетке с использованием метода погруженных границ» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 59-82 (2021)

Представлена методика моделирования обтекания вязким сжимаемым газом подвижного тела на односвязной неструктурированной сетке, что возможно при использовании метода погруженных границ, и особенности ее применения для расчета течения около вращающегося винта. Важной частью методики является адаптация подвижной, сохраняющей свою топологию сетки к поверхности обтекаемого тела. Положение и форма тела задаются интерполяционной решеткой, на которой хранится расстояние до поверхности тела, а также нормали к поверхности. Методика применяется для расчета обтекания вращающегося в потоке винта. Задача рассматривается в двумерной постановке. Форма винта имеет участки высокой кривизны, которые требуют специального подхода при адаптации к границам. Приведены результаты расчета задачи обтекания вращающегося винта, а также ряда вспомогательных задач, рассмотренных в целях верификации разработанной методики.

Крючков А.Н., Плотников С.М., Сундуков Е.В., Сундуков А.Е. «Имитационная модель колебаний пары «солнечная шестерня–сателлиты» планетарного редуктора турбовинтового двигателя при наличии дефектов боковых поверхностей зубьев» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 4, с. 87-95 (2019)

Дефекты планетарных редукторов турбовинтовых двигателей часто являются источниками возбуждения высокочастотных колебаний, вызывающих поломки элементов конструкции компрессоров. Вибрационное состояние данных редукторов представляет собой широкополосный процесс с наличием большого количества составляющих колебаний, что существенно усложняет поиск информативных диагностических признаков дефектов. Для упрощения процедуры идентификации вибрации, вызванной дефектами зубчатых зацеплений, предложена имитационная модель вибрационного состояния узла дифференциального редуктора турбовинтового двигателя. Модель учитывает кинематику и конструкцию редуктора, определяет структуру его вибрационного состояния при наличии дефектов на боковых поверхностях зубьев. На примере часто встречающегося дефекта в виде износа зубьев пары «солнечная шестерня–сателлиты» показана адекватность модели фактическому вибрационному состоянию механизма.

Зиновьева Т.В., Пискунов В.А. «Колебания компенсаторного сильфона как гофрированной оболочки с жидкостью внутри» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 1, с. 31-40 (2021)

Статья посвящена актуальной проблеме судового машиностроения – расчету свободных и вынужденных колебаний трубопроводных компенсаторных сильфонов. Эти устройства используют для уменьшения вибрационной нагрузки, вызываемой силовыми энергетическими машинами корабля. При анализе колебаний компенсаторных сильфонов необходимо учитывать жидкость, находящуюся в нем. В работе расчетная модель сильфона представлена гофрированной упругой оболочкой как материальной поверхностью с пятью степенями свободы. Использован вариант классической теории оболочек, построенный на основе механики Лагранжа. Влияние жидкости учитывается по двум моделям. Сначала жидкость считается идеальной несжимаемой и учитывается через присоединенную к оболочке массу. Оболочка заменена на цилиндрическую поверхность с радиусом по средней линии гофры. Для учета влияния частоты колебаний сильфона на присоединенную инерцию жидкости в расчете используется также акустическое приближение, выведена формула для обобщенной присоединенной массы идеальной сжимаемой жидкости. Получены уравнения колебаний сильфона под действием периодической нагрузки. Задача решена методом конечных разностей. Для компенсаторного сильфона из коррозионно-стойкой жаропрочной стали получены значения собственных частот свободных колебаний. Показано, что учет жидкости значительно меняет собственные частоты сильфона, при высокочастотных колебаниях необходимо учитывать сжимаемость жидкости. Решена задача о вынужденных колебаниях сильфона при задании смещения его торца по гармоническому закону. Определены внутренние силы и моменты, а также возникающие в сильфоне напряжения по критерию Мизеса. Найдено критическое значение перемещения торца при вибрации на частоте 50 Гц, при котором сильфон переходит в пластическое состояние.

Камалутдинов А.М., Нуриев А.Н. «Гидродинамическое демпфирование колебаний балок вблизи экрана» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 61-75 (2021)

Проводится исследование гидродинамического воздействия на длинные тонкие балки, совершающие изгибные резонансные колебания в жидкости вблизи плоской жесткой поверхности (экрана). Используется модель квазиплоского взаимодействия между жидкостью и балкой, согласно которой гидродинамическое воздействие, оказываемое на каждое сечение балки, можно считать результатом его плоского обтекания. Движение жидкости в плоскостях ортогональных оси балки моделируется с помощью нестационарной системы уравнений Навье–Стокса, решение которой проводится численно на основе метода конечных объемов. Решения строятся в широком диапазоне изменения управляющих параметров колебательного процесса: безразмерной частоты, амплитуды колебаний и расстояния до экрана. Полученные зависимости для гидродинамических сил используются для оценки влияния эффекта экрана на колебания консолей с реальными физическими параметрами.