«Тематический выпуск "Вычислительный эксперимент в аэроакустике"» Математическое моделирование, 34, № 7, с. 3-4 (2022)

Болсуновский А.Л., Брагин Н.Н., Бузоверя Н.П., Перченков Е.С., Чернышев И.Л., Скоморохов С.И. «Расчетно-экспериментальные исследования малошумного самолета с ламинарным крылом и двигателями над задней кромкой крыла» Математическое моделирование, 34, № 7, с. 5-23 (2022)

лавным направлением развития современной коммерческой авиации является не только повышение безопасности и топливной эффективности самолётов, но и снижение воздействия на окружающую среду, особенно по допустимому шуму на местности. Одной из идей является перенос силовой установки на верхнюю поверхность крыла для экранирования шума двигателя крылом. Такое решение может приводить к усугублению неблагоприятных явлений трансзвуковой интерференции между элементами планера, вынуждая снижать крейсерскую скорость до числа Маха M=0.7–0.75, вместо наиболее распространенной M=0.78–0.8. Решение проблемы интерференции на крейсерском режиме для малошумных компоновок требует усовершенствования устоявшейся методики проектирования.

Горобец А.В., Дубень А.П., Козубская Т.К., Родионов П.В. «Подходы к численному моделированию акустического поля, создаваемого крылом самолета с механизацией на режиме посадки» Математическое моделирование, 34, № 7, с. 24-48 (2022)

Работа посвящена оценке применимости метода IDDES для моделирования акустики, создаваемой крылом самолета с механизацией на режиме посадки. Тестирование проводится на валидационной задаче об обтекании прямого крылового сегмента, основанного на трехкомпонентном профиле 30P30N. Сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными производится по аэродинамике и акустике ближнего поля. При помощи метода FWH моделируется акустика дальнего поля, приводятся полученные спектры и диаграмма направленности. Тестируется возможность использования поглощающих слоев в качестве альтернативных граничных условий на концах сегмента, демонстрируется их влияние на получаемое численное решение.

Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Лисин А.А., Карабасов С.А., Тюрина А.В. «Численное моделирование эволюции интенсивной аэродинамической струи в дальней зоне распространения» Математическое моделирование, 34, № 7, с. 49-62 (2022)

Рассмотрены условия истечения недорасширенной сверхзвуковой струи из эксперимента LTRAC (Laboratory for Turbulent Research in Aerospace and Combustion, университет Monash, Австралия). Проведен анализ характерных параметров линейного и нелинейного переноса для струи LTRAC с использованием решений LES из ближнего и дальнего акустического поля. В обоих случаях показано выполнение условий линейного сценария переноса звука на расстояния, характерные для акустического эксперимента LTRAC. Для верификации теоретических оценок также получены численные решения сферического уравнения Бюргерса, используя начальные данные из расчета LES. Эволюционное уравнение Бюргерса решается численно в частотной области в дальней зоне до тех пор, пока эффект линейной диссипации не станет преобладающим. Решение выполняется с учетом и без учета нелинейного акустического члена, что важно для оценки влияния нелинейности на спектры аэродинамического шума в дальней зоне.

Егоров И.В., Новиков А.В., Чувахов П.В. «Численное моделирование развития турбулентных пятен в сверхзвуковом пограничном слое на пластине» Математическое моделирование, 34, № 7, с. 63-72 (2022)

Проведено прямое численное моделирование развития турбулентных пятен в пограничном слое на плоской пластине под нулевым углом атаки при числе Маха набегающего потока M_∞=6. Рассмотрено распространение искусственно возбуждённых локализованных трёхмерных вихревых возмущений с различными начальными амплитудами, которые при распространении вниз по потоку развиваются в турбулентные пятна. Моделирование выполнено в рамках решения уравнений Навье–Стокса для пространственных течений сжимаемого газа с помощью авторского расчётного кода, реализующего неявный метод сквозного счёта. Показано, что универсальная квазимонотонная численная схема позволяет корректно оценивать основные характеристики турбулентных пятен – угол поперечного раскрытия и скорости переднего и заднего фронтов. Продемонстрировано согласование полученных параметров пятен с результатами других авторов.

Солнцев И.А., Карабасов С.А. «Разработка неструктурированного кода для вращающихся зон на основе метода Кабаре с улучшенными спектральными свойствами» Математическое моделирование, 34, № 7, с. 73-92 (2022)

Разрабатывается модификация схемы Кабаре для вращающихся сеток, окруженных внешней фиксированной зоной. Кабаре – консервативная/характеристическая схема второго порядка по пространству и времени с компактным шаблоном, которая обладает малодиссипативными и низкодисперсионными свойствами в задачах вычислительной аэроакустики. Чтобы расширить этот метод для задачи обтекания вращающегося пропеллера, добавлена аппроксимация неинерциальных членов во вращающихся зонах для консервативных шагов и разработана соответствующая модификация характеристического шага на скользящей контактной поверхности. Реализован эволюционный подход, обеспечивающий сохранение потоков консервативных переменных через контактную поверхность. Разрабатываемая версия дополнена алгоритмом улучшения дисперсионных свойств схемы с помощью введения антидисперсионного члена, выраженного через производную потоков. Процедура нелинейной коррекции расширена модифицированным ограничителем потока, позволяющим снизить уровень диссипации решения. Выполнено тестирование кода на задачах распространения акустических плоских волн через контактные поверхности и вращающуюся зону. Показано, что разрабатываемый метод сохраняет основные характеристики базового алгоритма Кабаре

Босняков С.М., Енгулатова М.Ф., Матяш С.В., Михайлов С.В. «Математическое моделирование как неотъемлемая часть методологии эксперимента в аэродинамических трубах» Математическое моделирование, 34, № 7, с. 93-112 (2022)

Показано, что предварительное математическое моделирование является неотъемлемой частью экспериментальной методики. Оно может использоваться на разных этапах подготовки эксперимента в аэродинамической трубе (АДТ). Полученная в расчете предварительная информация задает направление экспериментальных исследований, помогает выбрать области для установки экспериментального оборудования, а также избегать ошибок во время проведения эксперимента.