Вагин А.В. «Распространение волн Лява в плоском слоистом полупространстве при нежестком контакте на границах» Дефектоскопия, № 11, с. 3-13 (2022)

Исследовано распространение волны Лява в слоистом твердом полупространстве с однородными и неоднородными граничными условиями на границах. Решена задача нахождения дисперсионного уравнения для волны Лява, распространяющейся в однородной и неоднородной среде. Найденные дисперсионные уравнения решены относительно волнового числа, а также построены графические зависимости найденной скорости от частоты ультразвука и шероховатости для неоднородной среды

Абрамов В.С., Валиев Х.Ф., Егорян А.Д., Крайко А.А., Пьянков К.С., Яковлев Е.А. «Расчетное определение импедансных характеристик реальных панелей звукопоглощающей конструкции в условиях потока с пограничным слоем» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 38-41 (2020)

Крайко А.Н., Валиев Х.Ф., Тилляева Н.И. «Устойчивость стационарных течений с детонационной волной в канале переменной площади» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 64-69 (2020)

Рубаник В.В., Царенко Ю.В., Ванг Д.Т., Лио Ю. «Влияние ультразвуковой обработки на механические свойства металлов, подвергнутых интенсивной пластической деформации» Доклады Национальной академии наук Беларуси "Весці Нацыянальнай акадэмiі навук Беларусi", 66, № 3, с. 356-364 (2022)

Описано оригинальное устройство для получения наноструктурных материалов методом интенсивной пластической деформации с наложением ультразвуковых колебаний, которое обеспечивает измельчение структуры материала заготовки и исключает возникновение дефектов на ее поверхности и в торцевых областях. Этот эффект достигается за счет использования кольцевой прокладки, выполненной в виде полого волновода резонансной длины, закрепленного на неподвижной опоре в узле смещений, соединенного с концентратором и ультра- звуковым преобразователем. Исследованы физико-механические свойства наноструктурных образцов никеля и меди после ультразвуковой обработки (УЗО). Показано, что УЗО наноструктурных образцов приводит к повышению их пластических свойств и незначительному снижению предела прочности. При малых амплитудах механических напряжений в пределах 17,5 МПа в образцах меди и никеля наблюдается заметный рост микротвердости. Дальнейшее увеличение амплитуды механических напряжений при ультразвуковой обработке до 100 МПа приводит к снижению микротвердости.

Васильев О.В. «Метод характеристических штрафных функций для моделирования течений сжимаемого газа в сложной геометрии» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 96-98 (2022)

Эффективное численное моделирование течений жидкости и газа со сложной геометрией, особенно с движущимися элементами или деформируемыми границами, представляет собой довольно сложную задачу. В настоящий момент существует два основных подхода численного моделирования задач сложной геометрии: методы на основе согласованных сеток, отслеживающих границы области, и методы погруженных (затопленных) границ. В общепринятом подходе на основе согласованных структурированных и неструктурированных сеток узлы расчётной сетки совпадают с границей области, что позволяет напрямую накладывать граничные условия в узлах сетки. Основной сложностью использования согласованных сеток является дороговизна их построения, контроль качества вычислительных сеток и невозможность применения декартовых сеток. Построение согласованных сеток сильно усложняется для геометрии с движущимися или деформируемыми границами, так как требует непрерывной адаптации или построения новой сетки с интерполяцией решения со старой сетки на новую. Метод погруженных границ позволяет избежать затрат и сложностей, связанных с построением согласованных сеток, и дает возможность численного моделирования с использованием декартовых сеток посредством изменений уравнений, обеспечивающих выполнение граничных условий без сосредоточения узлов сетки вдоль поверхности. Представлен краткий обзор метода характеристических штрафных функций (МХШФ), представляющего отдельный подкласс дифференциальных методов погруженных границ, в которых эффект присутствия объектов сложной геометрии достигается посредством введения дополнительных объёмных источниковых членов в дифференциальные уравнения, обеспечивающих возможность накладывать общие однородные и неоднородные граничные условия Дирихле, Неймана и Робена. Метод характеристических штрафных функций довольно гибок и применим для решения как параболических, так и гиперболических систем уравнений, при этом, МХШФ даёт возможность контролировать ошибку численного решения пенализированных уравнений через штрафные параметры. Применимость метода характеристических штрафных функций, общность формулировки и возможность накладывать произвольные граничные условия на стационарных и подвижных границах, по функциональности, гибкости и простоте применения близкая к определению аналитических граничных условий, продемонстрированы на примерах сверхзвуковых/дозвуковых вязких/невязких течений со сложной геометрией. Продемонстрирована эффективность метода характеристических штрафных функций при совместном использовании с сеточной адаптацией, позволяющей локальное разрешение сложной геометрии с заданной точностью без чрезмерного разрешения вдали от границ, включая моделирование обтекания объектов с движущимися и деформируемыми границами

Васильев О.В., Жданова Н.С. «Применение метода характеристических штрафных функций для численного моделирования турбулентного пограничного слоя» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 99-100 (2022)

Известно, что для численного решения задач аэродинамики, характеризующихся высоким числом Рейнольдса, необходимо высокое разрешение расчетной сетки вблизи границы обтекаемого тела. Это накладывает жесткие требования к объему вычислительных ресурсов, увеличивает время счета задачи и усложняет построение самой сетки. Ограничения на размер расчетных ячеек вблизи поверхности тела могут быть заметно снижены применением методов на основе пристеночных функций, что достигается заменой граничных условий прилипания на поверхности тела условием сшивки пристеночной функции с внешней областью турбулентного пограничного слоя. Пристеночные функции дают возможность переноса касательных напряжений из внешней области пограничного слоя на поверхность тела посредством использования условия проскальзывания, задаваемое в неявном виде пристеночной функцией. В традиционных подходах граничные условия определяются путем решения нелинейных уравнений в точке сшивки, при этом сама точка сшивки заранее не известна, так как неявно задана расстоянием от стенки, нормированным на масштаб вязкой длины, который, в свою очередь, является функцией касательного напряжения на стенке. Основная идея разработанного метода заключается в замене алгебраического условия сшивки внешнего решения с пристеночной функцией на дифференциальную формулировку, позволяющую использовать обобщение метода характеристических штрафных функций для переноса касательного напряжения из внешней области пограничного слоя на поверхность тела. При этом область сшивки задается неявно через локализованный источниковый член в уравнении пограничного слоя, записанный как функция расстояния от стенки, нормированного на масштаб вязкой длины. Такой подход позволяет, во-первых, полностью устранить плохо-определенное условие точки сшивки решений и, во-вторых, свести систему дифференциальных уравнений с нелинейными алгебраическими связями к системе уравнений с дифференциальными обратными связями, основанным на методе характеристических штрафных функций и обеспечивающим эту связь. Последнее обстоятельство определяет возможное развитие метода, связанное с применением дифференциальных пристеночных функций (для задач с сильными отрывами). В целом, новый метод позволяет заметно снизить требования к пристеночному разрешению расчетной сетки без существенного усложнения вычислительного алгоритма. Численная реализация метода проведена на базе программного комплекса NOISEtte с применением вершинноцентрированного метода контрольных объемов и EBR (Edge Based Reconstruction) схемы повышенной точности. Возможности метода показаны на примере численного решения задач о течении в канале и обтекания плоской пластины при больших числах Рейнольдса. Использованы различные способы задания граничных условий на твердой стенке: применение согласованных с границей сеток и метод погруженных границ

Василюк Н.Н. «Векторная коррекция скоростной аберрации для внутриатмосферного звёздного датчика ориентации» Авиакосмическое приборостроение, № 10, с. 17-31 (2022)

Алгоритм коррекции скоростной аберрации синтезирован с учётом специфики применения звёздного датчика ориентации на атмосферном летательном аппарате. В таком применении для коррекции скоростной аберрации достаточно использовать только вектор скорости центра масс Земли. Значения векторов переносной и путевой скорости летательного аппарата можно не учитывать за счёт принятия малой методический погрешности алгоритма. Алгоритм коррекции рассмотрен с точки зрения классической механики и специальной теории относительности. В релятивистском рассмотрении алгоритма описаны особенности трактовки понятия «ориентации» движущегося базиса относительно неподвижного. Показано, что классический и релятивистский подходы к коррекции аберрации совпадают в пределах технически достижимых точностей измерения в современных астронавигационных приборах. Приведён алгоритм расчёта вектора скорости центра масс Земли, пригодный для реализации в вычислителе реального времени. Численные коэффициенты в этом алгоритме получены аппроксимацией высокоточных эфемерид Земли на ближайшие 100 лет. Ключевые слова: скоростная аберрация, астродатчик, астронавигация, эфемериды Земли, релятивистские эффекты, системы координат.

Васкецов И.А., Кустов О.Ю., Пальчиковский В.В., Храмцов И.В. «Расчетно-экспериментальные исследования акустических характеристик образцов звукопоглощающих конструкций при нормальном падении звуковой волны с помощью различных методов» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 101-102 (2022)

Звукопоглощающие конструкции (ЗПК) являются наиболее эффективным средством снижения шума вентилятора авиационного двигателя. Основополагающей характеристикой ЗПК является ее импеданс – комплексная величина, которая зависит от геометрических параметров ЗПК и от специфических внешних условий эксплуатации. Методы экспериментального определения импеданса ЗПК имеют некоторые недостатки. Данные методы базируются на микрофонных измерениях, при этом микрофоны размещаются на стенках экспериментальных установок или исследуемых образцов (в случае многослойных ЗПК такое размещение микрофонов весьма проблематично). При этом результаты экспериментального определения импеданса ЗПК, полученные с помощью различных методов на различных установках отличаются не только от результатов прогнозирования импеданса по расчетным моделям, но и между собой. Другим способом исследования акустических характеристик образцов звукопоглощающих конструкций является численное моделирование. Такой подход может применяться как для прямой симуляции натурного эксперимента по испытаниям образца ЗПК, так и для исследования ряда физических величин внутри и на поверхности ЗПК, что в дальнейшем можно использовать для уточнения моделей прогнозирования импеданса, а также коррекции методов экспериментального исследования ЗПК. В работе рассматриваются акустические характеристики образцов ЗПК, получаемые с помощью различных методов в интерферометре нормального падения при высоких уровнях звукового давления. В ходе эксперимента использовались стандартизованный метод передаточной функции и метод Дина. Численное моделирование основывалось на решении нестационарной газодинамической задачи распространения звуковой волны внутри интерферометра нормального падения с установленным образцом звукопоглощающей конструкции. В ходе расчета на каждом временном шаге производилась запись сигналов давления в точках, имитирующих микрофоны на стенке интерферометра и зонды на лицевой и тыльной поверхностях образцов. Полученные сигналы обрабатывались аналогично эксперименту. Результаты полученные с помощью численного моделирования имеют хорошее соответствие с результатами эксперимента. Однако, было выявлено отличие результатов, получаемых по методу передаточной функции и методу Дина. Данный эффект наблюдался, как в ходе экспериментальных работ, так и в ходе численных исследований. Для объяснения причин отличий результатов, получаемых с помощью различных методов, был разработан оригинальный метод обработки результатов численного моделирования. Данный метод позволяет определять импеданс непосредственно из соотношения акустического давления на поверхности к акустической скорости. Полученные результаты демонстрируют, что с использованием метода передаточной функции определяется импеданс именно лицевой поверхности образца ЗПК, а с помощью метода Дина, определяется импеданс отдельных ячеек.

Векшин Ю.В., Кен В.О., Миронова С.М., Курдубов С.Л. «Влияние нестабильности задержки сигналов в аппаратуре радиотелескопов на оптимальное время накопления сигнала радиоинтерферометра» Труды Института прикладной астрономии РАН № 60, с. 21-26 (2022)

Точность определения поправок всемирного времени в значительной степени определяется точностью измерения задержки прихода сигнала источника на радиотелескопы, входящие в состав радиоинтерферометра. Погрешность измерения групповой задержки зависит, в том числе, от нестабильности задержки сигналов в аппаратуре радиотелескопов. Результаты оценки нестабильности задержки следует использовать при планировании времени наблюдения источников в сеансах РСДБ. Целью работы является создание методики определения оптимального времени накопления сигнала радиоинтерферометра и её применение при обработке сеансов по определению поправок всемирного времени. Стабильность задержки корреляционного отклика радиоинтерферометра анализируется по записи непрерывного часового сопровождения источника. С помощью расчета отклонения Аллана определяется оптимальное время накопления сигнала, при котором достигается минимальная погрешность определения задержки. Оптимальное время накопления сигнала конкретного источника определяется таким образом, чтобы расчетное СКО задержки было не меньше отклонения аппаратурной нестабильности. В статье представлены результаты измерений стабильности задержки корреляционного отклика радиоинтерферометра на базе радиотелескопов РТ-13 в S-, X-, Ka-диапазонах. Приведены результаты сравнения оценок погрешности определения поправок всемирного времени со штатным и с предложенным оптимальным временем накопления сигналов источников.

Туральчук П.А., Вендик И.Б. «Синтез полосовых фильтров на объемных акустических волнах с учетом материальных параметров многослойной структуры резонаторов» Акустический журнал, 68, № 6, с. 611-617 (2022)

Предложена методика синтеза полоснопропускающих фильтров (ППФ) с Чебышевской характеристикой на основе резонаторов на объемных акустических волнах с учетом влияния электромеханических параметров всех слоев многослойной структуры резонаторов. Классический синтез фильтра-прототипа, расширенный введением дополнительных реактивных элементов, позволяет сформировать требования к частотным свойствам резонаторов в составе ППФ с тем, чтобы получить равномерный уровень пульсаций в полосе пропускания. Методика дополнена использованием аналитической модели входного импеданса резонаторов на объемных акустических волнах, которая учитывает электроакустические параметры структуры, извлекаемые из результатов экспериментального исследования тестовых резонаторов. В работе представлены результаты синтеза полоснопропускающего фильтра третьего порядка на объемных акустических резонаторах, реализованных по типу многослойной структуры с акустической изоляцией от подложки.

Кобцев В.Д., Кострица С.А., Смирнов В.В., Верещагин К.А., Волков С.Ю., Пелевкин А.В., Старик А.М., Титова Н.С., Торохов С.А. «Экспериментальные и численные исследования воспламенения и горения различных топлив (H₂, CH₄, N-C₁₀H₂₂) при фотодиссоциации молекул кислорода лазерным излучением» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 198-205 (2020)

Бобков В.Г., Вершков В.А., Козубская Т.К., Крицкий Б.С., Миргазов Р.М. «Численное исследование влияния аэродинамической трубы на характреристики винта вертолета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 85-87 (2022)

При проектировании новых перспективных винтокрылых летательных аппаратов для исследования аэродинамических характеристик (АДХ) винтов широко применяются физические эксперименты в аэродинамической трубе (АДТ). Размер рабочей камеры АДТ ограничен и несомненно оказывает влияние на исследуемые АДХ винта. В работе методика вычислительного эксперимента была применена для исследования влияния стенок рабочей камеры АДТ на АДХ вращающегося винта вертолета на режиме горизонтального полета.

Вешкин Е.А., Истягин С.Е., Кирилин С.Г., Семенычев В.В. «Применение метода акустической эмиссии и склерометрии для исследования образцов углепластиков с различной степенью отверждения матрицы» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 21, № 3, с. 85-95 (2022)

Образцы из листа углепластика толщиной 1,6 мм с различными режимами отверждения нагружались в упругой области по схеме консольного изгиба. Акустическая эмиссия регистрировалась с помощью осциллографа. В качестве критериев, оценивающих степень отверждения матрицы, использовалась характеристика микротвёрдости, оценка которой проводилась на лицевой поверхности образцов и в его поперечном сечении на фиксированных расстояниях от лицевой поверхности. Установлены зависимости частоты, амплитуды акустических сигналов, температуры, величины прогиба и расстояния до поверхности образца от микротвёрдости матрицы. Исследования показали, что значимым критерием, оценивающим влияние режима формования углепластика, является величина микротвёрдости матрицы

Вилков Е.А., Бышевский-Конопко О.А., Темная О.С., Калябин Д.В., Никитов С.А. «Электрозвуковые волны в PT-симметричной структуре пьезоэлектриков вблизи особой точки» Письма в Журнал технической физики, 48, № 24, с. 38-41 (2022)

Теоретически исследованы спектральные свойства щелевых электрозвуковых волн в PT-симметричной структуре пьезоэлектриков класса симметрии 6, разделенных зазором. Установлено, что при определенном уровне потерь и усиления в пьезоэлектриках происходит пересечение симметричной и антисимметричной мод. Точка пересечения определяет особую точку PT-симметричной структуры. Показано, что зависимость амплитуды от частоты в особой точке имеет экстремально узкий резонансный пик, что открывает возможность создания сверхчувствительных датчиков на основе PT-симметричных физических структур. Ключевые слова: PT-симметрия, пьезоэлектрик, электрозвуковые волны, щелевая структура.

Постников А.А., Виноградов В.А., Комратов Д.В., Скрябин А.С. «Исследование течения в дозвуковом входном устройстве СУ, интегрированном с планером летательного аппарата» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 9-12 (2020)

Белова В.Г., Виноградов В.А., Захаров Д.Л., Комратов Д.В., Макаров А.Ю., Маслов В.П., Степанов В.А. «Расчетно-экспериментальное исследование характеристик воздухозаборника для СУ сверхзвукового пассажирского/делового самолета с модифицированной схемой сжатия и двухконтурным разделителем на режимах дросселирования внешнего контура с диагностикой PIV» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 12-16 (2020)

Виноградов В.А., Захаров В.С., Прохоров А.Н., Степанов В.А., Боровиков А.Д., Пономарёв Н.Б. «Расчетно-экспериментальные исследования многоканального входного устройства су высокоскоростного летательного аппарата» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 17-20 (2020)

Виноградов В.А., Лобанова Д.И., Степанов В.А. «Сравнение расчетных и экспериментальных данных по интегральным характеристикам воздухозаборника в компоновке с корпусом сверхзвукового летательного аппарата» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 27-30 (2020)

Виноградов В.А., Комратов Д.В. «СВЧ-разрядное воспламенение в потоке топливовоздушной смеси» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 73-76 (2020)

Воронков А.А., Вишняков А.Н., Лесных Т.О., Иванова Е.В., Паранин Г.В. «Измерение вибрации в полёте в районе центроплана и на кресле пилота пассажирского самолета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 103-106 (2022)

Улучшение комфорта пассажиров и снижение утомляемости экипажа в пассажирских самолетах, а также ужесточение требований к характеристикам внутренней вибрации как со стороны авиационных властей, так и со стороны авиаперевозчиков делают актуальным инструментальный контроль фактических уровней вибрации. В рамках мероприятий по улучшению комфорта пассажирского салона самолета были выполнены работы по выявлению источников внутренней вибрации и определению ее характеристик. Установлено наличие во время полёта существенной составляющей вибрации на частоте 56,8 Гц.

Власов В.С., Плешев Д.А., Шавров В.Г., Щеглов В.И. «Нелинейное возбуждение гиперзвуковых колебаний в ферритовой пластине в условиях комбинированного воздействия на двух частотах. Часть 1. Резонанс на разностной частоте» Журнал радиоэлектроники, № 9, с. 3 (2021)

Рассмотрена задача о нелинейном возбуждении гиперзвуковых колебаний в ферритовой пластине в условиях комбинированного воздействия на двух частотах. В качестве предварительной задачи выполнено рассмотрение магнитных колебаний при двухчастотном возбуждении. Показана возможность описания вынужденных линейных колебаний на основе одного неоднородного линейного уравнения второго порядка с произвольным возбуждением. Получено аналитическое решение задачи о возбуждении осциллятора двумя сигналами, частоты которых отстоят вверх и вниз от центральной на одну и ту же частоту. Показана эквивалентность представления магнитных колебаний в линейном режиме и модельных колебаний на основе осциллятора. Установлено, что в общем случае колебания имеют вид биений, частота огибающей которых соответствует разности между частотами возбуждения. Рассмотрена полная постановка задачи о возбуждении нелинейных магнитоупругих колебаний в нормально намагниченной ферритовой пластине при двухчастотном воздействии. Установлено, что в условиях сильной нелинейности при соответствии собственного упругого резонанса пластины разностной частоте, возбуждаются интенсивные упругие колебания. Обнаружено нелинейное возбуждения интенсивных нерезонансных колебаний, имеющих место вплоть до случая большого упругого затухания. Показано, что нерезонансные колебания обусловлены именно двухчастотным характером возбуждения. Отмечено, что амплитуда нерезонансных колебаний при увеличении толщины пластины также увеличивается. При малом уровне возбуждения закон увеличения является линейным, при среднем - квадратичным, а при большом - снова приближается к линейному с насыщением и нестационарными скачками. Рассмотрен характер возбуждения в условиях резонанса на разностной частоте. Отмечено, что такой резонанс имеет ярко выраженный нелинейный характер, так как возникает только при достаточно высоком уровне возбуждения. Показано, что дальнейший рост амплитуды резонанса по мере увеличения уровня возбуждения происходит по закону, близкому к квадратичному, после чего при достижении возбуждением определенного уровня насыщается и далее остается постоянным. Отмечено определенное рассогласование проявления нелинейности по магнитной и упругой системам, для описания которого предложена эмпирическая квадратичная зависимость. Приведены некоторые замечания, касающиеся дальнейшего развития работы.

Власов В.С., Плешев Д.А., Шавров В.Г., Щеглов В.И. «Нелинейное возбуждение гиперзвуковых колебаний в ферритовой пластине в условиях комбинированного воздействия на двух частотах. Часть 2. Вариация постоянного поля» Журнал радиоэлектроники, № 10, с. 10 (2021)

Рассмотрена задача о нелинейном возбуждении гиперзвуковых колебаний в ферритовой пластине в условиях комбинированного воздействия на двух частотах. Толщина пластины выбрана таким образом, чтобы частота ее упругого резонанса соответствовала разности частот двух компонент переменного поля. Главное внимание уделено свойствам возбуждаемых упругих колебаний при изменении величины постоянного поля. Записана нелинейная система уравнений движения намагниченности и упругого смещения, для решения которой применен численный метод Рунге–Кутта. Результатом решения являются развертки колебаний по времени, зависимости амплитуды магнитных и упругих колебаний от поля, а также спектры колебаний в стационарных условиях после окончания процессов релаксации. Рассмотрено влияние величины постоянного магнитного поля на характер колебаний. Выполнено сравнение амплитудно-полевых характеристик магнитных и упругих колебаний в линейном и нелинейном режимах при толщинах пластины, соответствующих резонансу на центральной и разностной частотах. Показано, что при толщине, соответствующей резонансу на разностной частоте, характеристика имеет сильно изрезанную огибающую. Отмечено сильное разнообразие зависимостей характера упругих колебаний от поля. В условиях стабилизации, то есть после окончания релаксационных процессов установления, выявлены пять наиболее характерных режимов колебаний: режим №1 – малоамплитудный хаос; режим №2 – регулярные колебания; режим №3 – несимметричное удвоение периода; режим №4 – симметричное удвоение периода; режим №5 – нерегулярные биения. Для каждого из режимов получены развертки колебаний по времени и приведены соответствующие частотные спектры. Рассмотрено расположение режимов по величине постоянного поля при различных уровнях возбуждения. Отмечено, что область высокоамплитудных режимов (№2–№5) ограничена с обеих сторон областями малоамплитудного режима №1. Установлено, что внутри области существования высокоамплитудных режимов наиболее распространенным является обобщенный режим с удвоением периода, как сумма режимов №3 и №4, занимающий около 79%. Следующим по распространенности является режим №5 – нерегулярных биений, на долю которого приходится 13% области. Самым редким является режим №2 – регулярных колебаний, составляющий всего 8% от общего интервала. Отмечена крайне высокая критичность изрезанности зависимости амплитуды упругих колебаний от постоянного поля. Установлено, что структура амплитудно-полевой характеристики весьма критична к уровню возбуждения и толщине пластины, причем степень критичности достигает долей процента. Из сравнения расположения по полю магнитных и упругих характеристик установлено, что упругие характеристики в целом по полю сдвинуты вниз относительно магнитных. При этом низкополевой спад упругих характеристик приходится на такой же спад магнитных характеристик, а высокополевой спад упругих характеристик располагается несколько ниже значения поля, соответствующего ферромагнитному резонансу на центральной частоте. Установлено, что причиной смещения в этом случае является упругий резонанс пластины на разностной частоте. Построена карта режимов на плоскости «переменное поле–постоянное поле» в широком интервале изменения обеих переменных. Установлено, что по постоянному полю высокоамплитудные режимы на карте занимают «криволинейную трапецию», ось которой лежит вдоль координаты «переменное поле», а поперечная ширина вдоль координаты «постоянное поле» по мере увеличения переменного поля увеличивается. Установлено, что по обе стороны по постоянному полю от этой «трапеции» возбуждается низкоамплитудный режим №1 – «малоамплитудный хаос». Сердцевину трапеции составляет полоса, вытянутая вдоль координаты «переменное поле», занимаемая режимом №5 – «нерегулярными биениями». По обе стороны от этой полосы вплоть до границ «трапеции» возбуждаются режимы №3 и №4 – «удвоения периода». Рассмотрены причины и необходимые условия хаотического характера упругих колебаний. Установлено, что необходимым условием хаоса является возбуждение именно на двух частотах. Установлено, что сильно изрезанный скачкообразный характер зависимости амплитуды упругих колебаний от постоянного поля, имеет в качестве главной первопричины хаотический характер именно магнитных колебаний. Рассмотрен характер скачков зависимости амплитуды упругих колебаний от постоянного поля. Показано, что при двухчастотном возбуждении уменьшение шага приводит к сильному увеличению изрезанности характеристик. Отмечено, что такое поведение полевых зависимостей амплитуды тех и других колебаний говорит об их фрактальном характере. Приведены некоторые замечания относительно природы скачков. Отмечено, что скачки обусловлены нестационарным характером именно магнитных колебаний, проявляются только при двухчастотном возбуждении на достаточно высоком уровне и имеют фрактальный характер. В качестве аналогии отмечено, что линия (огибающая) скачков полевой зависимости упругих колебаний на плоскости «амплитуда–поле» подобна хаотической траектории развертки по времени на плоскости «амплитуда–время» для различных осцилляторов, проявляющих хаотические колебания. Отмечено, что подобное поведение траекторий на плоскости «координата–потенциал» имеет место тогда, когда потенциал имеет динамический характер. Высказано предположение, что в рассматриваемой здесь задаче о двухчастотном возбуждении магнитострикционного преобразователя можно выделить функцию, играющую роль динамического потенциала.

Власов В.С., Плешев Д.А., Шавров В.Г., Щеглов В.И. «Нелинейное возбуждение гиперзвуковых колебаний в ферритовой пластине в условиях комбинированного воздействия на двух частотах. Часть 3. Вариация толщины пластины» Журнал радиоэлектроники, № 10, с. 11 (2021)

Рассмотрена задача о нелинейном возбуждении гиперзвуковых колебаний в нормально намагниченной ферритовой пластине, в плоскости которой приложено переменное поле на двух частотах. В качестве основного параметра, подвергаемого вариации, предложена нормированная толщина пластины, определяемая отношением реальной толщины к толщине, соответствующей упругому резонансу на разностной частоте возбуждения. Отмечена необходимость выбора характерного значения постоянного поля, определяемого достаточно эффективным возбуждением упругих колебаний. Записана система нелинейных уравнений движения намагниченности и упругого смещения, для решения которой применен численный метод Рунге–Кутта. Результатом решения явились развертки колебаний по времени, зависимости амплитуды магнитных и упругих колебаний от поля и толщины пластины. Выявлен мультирежимный характер упругих колебаний, имеющий место при вариации толщины пластины. По характеру развития упругих колебаний во времени относительно увеличения толщины пластины выделены четыре принципиально отличающихся режима: режим №1 – регулярные биения, режим №2 – устойчивый резонанс, режим №3 – смещение центра установившихся колебаний, режим №4 – гигантские осцилляции. Определены интервалы значений толщины, необходимые для реализации перечисленных режимов, рассмотрены свойства колебаний упругого смещения в каждом режиме по отдельности. Установлено, что режим №1 имеет место тогда, когда толщина пластины значительно меньше резонансной на разностной частоте. При этом упругие колебания, в основном, повторяют колебания намагниченности, которые происходят в виде биений между двумя частотами возбуждения. Режим №2 имеет место при толщине пластины близкой к резонансной на разностной частоте возбуждающих колебаний. При толщине, соответствующей резонансу на разностной частоте обнаружен значительный подъем резонансного характера. Выявлено наличие постоянной составляющей в колебаниях упругого смещения. Режим №3 имеет место при толщине пластины, превышающей резонансную в несколько (от двух до семи) раз. Колебания намагниченности в этом режиме не отличаются от таковых в режимах №1 и №2. Упругое смещение имеет две составляющие: колебательную на разностной частоте и постоянную, величина которой по мере увеличения толщины плавно возрастает. Смещение центра колебательной составляющей по мере увеличения толщины имеет квадратичный характер. Режим №4 имеет место при толщине пластины, превышающей резонансную на порядок и более. Колебания намагниченности сохраняют характер биений, свойственных режимам №1, №2 и №3. Колебания упругого смещения характеризуются весьма высокой амплитудой, превышающей таковую в режиме №3 на порядок и более, а также весьма значительным периодом, превышающим период разносной частоты на два-три порядка и более. Амплитуда колебаний и их период по мере увеличения толщины увеличиваются линейном образом. Приведены некоторые качественные соображения относительно природы наблюдаемых явлений. Отмечена специфика именно двухчастотного возбуждения по сравнению с одночастотным. В качестве возможной задачи приведена схема выделения части решения, зависимость амплитуды колебаний которой от толщины имеет квадратичный характер, с необходимым учетом двухчастотного возбуждения. Предложена механическая аналогия колебаний жесткого стержня, сжимаемого с обоих концов встречными силами, позволяющая интерпретировать смещение центра колебаний и режим гигантских осцилляций.

Минаков Е.П., Власов Р.П., Александров М.А., Данилюк Б.А. «Дискретные марковские модели оценивания вероятностных характеристик обнаружения космического мусора в окрестностях орбитальных объектов» Авиакосмическое приборостроение, № 10, с. 32-42 (2022)

Введение: защита особо значимых орбитальных объектов является актуальной задачей в условиях возрастающего засорения мусором околоземного космического пространства. Учет случайных факторов при обнаружении и определении параметров его движения, а также неопределенность гелиогеофизических условий, влияющих на применение бортовой специальной аппаратуры соответствующих космических аппаратов приводит к необходимости разработки научных основ решения задач оценивания вероятностных характеристик процессов обнаружения космического мусора в окрестностях орбитальных объектов. Цель исследования: разработка моделей определения вероятности обнаружения космического мусора в зоне безопасности орбитального объекта и математического ожидания расхода потребного для этого ресурса космического аппарата наблюдения, а также оптимальных значений элементов матриц вероятностей переходов между состояниями соответствующего процесса. Методы: для достижения поставленной цели использованы методы теории дискретных цепей Маркова. Результаты: разработаны пяти событийная стохастическая модель, граф переходов между состояниями процесса и матрицы вероятностей переходов, обеспечивающие по заданным начальным условиям пошаговое оценивание вероятности обнаружения космическим аппаратом наблюдения космического мусора в зоне безопасности орбитального объекта, а также модель оценивания математического ожидания соответствующего расхода ресурса такого космического аппарата. Для определения оптимальных значений элементов матриц вероятностей переходов предложен подход, обеспечивающий максимум вероятности наступления финального состояния процесса за заданное количество шагов и базирующийся на процедуре случайного поиска. Практическая значимость: результаты исследований могут быть использованы для оценивания технических характеристик создаваемых космических аппаратов наблюдения, предназначаемых для обнаружения и определения параметров движения космического мусора в зонах безопасности орбитальных объектов. Ключевые слова: космический аппарат наблюдения, космический мусор, зона безопасности, орбитальный объект, вероятность, математическое ожидание, дискретная цепь Маркова, вероятность перехода, матрица, граф.

Мухин А.Н., Вовк М.Ю. «Практические задачи применения численных исследований при создании перспективных ГТД» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 34-36 (2022)

Без применения численных исследований невозможно представить современного проектирования газотурбинной техники. Рост производительности вычислительной техники и совершенствование численных методов расчёта расширяет круг задач, решаемых при разработке новых двигателей. Помимо традиционных требований к перспективным двигателям – повышение тяги, снижение удельного расхода топлива и массы, предъявляются такие требования как отбор мощности от двигателя для выработки электрической энергии до 500 кВт, снижение заметности двигателя в радиолокационном и инфракрасном диапазоне, повышение газодинамической устойчивости компрессоров, высотности силовой установки и времени работы на крейсерских и максимальных режимах работы. Очевидно, что использование численных исследований позволяет провести широкий анализ работоспособности разрабатываемых узлов ещё до стадии изготовления и испытания опытных образцов. Идеальным результатом использования численных исследований можно считать получение заданных характеристик технической системы на первом же изготовленном, собранном и испытанном экземпляре. Это является залогом сокращения ресурсоёмкого этапа жизненного цикла технической системы – параметрической и прочностной доводки двигателя. Представляются некоторые аспекты направления работ ОКБ им. А. Люльки по «цифровизации» процесса проектирования авиационных двигателей, а также актуальные задачи для численных исследований, возникающие при проектировании перспективной авиационной техники, разрабатываемой в ОКБ. Одним из заслуживающего внимания является направление по созданию «Цифрового двойника» газотурбинного двигателя. Из всего широкого спектра задач, входящих в понятие «Цифровой двойник» выбраны наиболее значимые, которые позволяют сократить время проектирования с одновременным увеличением количества рассматриваемых и рассчитываемых вариантов. Таким образом, основное назначение пилотной версии «Цифрового двойника» («ЦД») – «цифровизация» процесса проектирования, включая обеспечение прозрачности контролирования хода выполнения работ по проекту и проверки достижения требуемых результатов. Также проект «ЦД» направлен на поиск и дальнейшее использование отечественных программных продуктов. Приводятся вопросы юридического характера, препятствующие скорому внедрению технологии «ЦД» в процесс проектирования авиационной техники. Особое место отведено описанию практических задач, возникающих при проектировании перспективных авиационных двигателей.

Воеводин В.В., Овчинников С.Л., Романов С.Ю. «Разработка высокоэффективных масштабируемых программ в задаче ультразвуковой томографии» Вычислительные методы и программирование, 13, № 2, с. 307-315 (2012)

Статья посвящена разработке масштабируемых программ для суперкомпьютеров в обратной задаче ультразвуковой томографии в приложении к медицине. Задача рассмотрена в постановке нелинейной коэффициентной обратной задачи для волнового уравнения. Предложена структура программы, позволяющая эффективно распараллеливать вычисления на кластерных вычислительных системах. Проведена оптимизация кода, которая позволила ускорить работу программы на порядок, а также обеспечить высокую степень масштабируемости. Проведены многочисленные тестовые расчеты на вычислительных системах МГУ "Чебышев" и "Ломоносов".

Агаян Г.М., Воеводин В.В., Романов С.Ю. «Оприменимости послойных моделей в решении трехмерных задач ультразвуковой томографии» Вычислительные методы и программирование, 14, № 4, с. 533-542 (2013)

Статья посвящена проведению математического моделирования в сверхбольших задачах распространения ультразвуковых волн и в диагностике трехмерных физических сред на суперкомпьютерах. Результаты позволят использовать ультразвуковые исследования в диагностике рака молочной железы. Стандартные подходы в задачах томографии предлагают исследовать 3D объекты по их двумерным сечениям. Эта схема идеально реализуется для рентгеновской томографии. В ультразвуковой томографии выделение тонких слоев не всегда оправдано, поскольку лучи могут искривляться из-за рефракции и покидать слой. В настоящей статье эта проблема иллюстрируется расчетом модельной задачи для шара, рассеяние на котором допускает аналитическое решение в виде рядов по спецфункциям. Это решение использовалось в качестве модельных данных прямой задачи для послойной реконструкции шара. Результаты моделирования свидетельствуют о возможности использования послойных схем в ультразвуковой томографии, однако необходимо учитывать ухудшение разрешения в ортогональном к слоям направлении. Проведено исследование эффективности коммуникаций и оптимизация кода программ с помощью средств профилировки и анализа трасс библиотеки mpiP. Разработаны высокопроизводительные программы для мощных суперкомпьютеров с высокой степенью масштабируемости. Модельные расчеты проводились на суперкомпьютерах МГУ им. М.В. Ломоносова "Чебышёв" и "Ломоносов".

Долотовский А.В., Войтишина М.С. «Основные направления развития отечественного ПО в рамках потребностей гражданской авиации и необходимости импортозамещения» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 20 (2022)

В ходе разработки гражданских самолетов широко применяются расчетные методики, в основе которых лежат программные расчетные комплексы как зарубежной, так и отечественной разработки. Намечены основные направления расширения потребностей отечественной гражданской авиации в программных продуктах, обеспечивающих разработку, производство и эксплуатацию авиационной техники в условиях санкционных ограничений. Отмечена важность расширения направлений развития разработки отечественного ПО решения задач аэродинамического проектирования – аэродинамика летательного аппарата (ЛА) с крылом большого удлинения на трансзвуковых режимах, аэродинамика взлетно-посадочной механизации крыла, параметризация геометрии реального ЛА, развитие оптимизационных методов. Большую важность имеют ведущиеся в настоящее время разработки ПО, позволяющего обеспечить с достаточной точностью моделирование формирования ледяных отложений на внешней поверхности ЛА в полностью трехмерной постановке в условиях, соответствующих Приложениям С, О, Р Норм лётной годности самолётов транспортной категории. Отмечены проблемы и необходимость дальнейшего развития ПО моделирования явлений аэроакустики в свете ужесточения международных норм по шуму на местности.

Бахнэ С., Волков А.В., Матяш И.С., Матяш С.В., Трошин А.И. «Тестирование метода расчета отрывных течений на основе подхода IDDES и модели турбулентности класса DRSM» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 81-84 (2022)

Надежное моделирование отрывных течений до сих пор остается нерешенной задачей вычислительной аэродинамики. Популярные в настоящее время методы, основанные на буссинесковых моделях турбулентности, могут давать ошибку в размере отрывных зон до 100%, связанную с некорректным воспроизведением интенсивности обмена массой, импульсом и энергией через границу отрыва. Модели турбулентности класса DRSM (Differential Reynolds Stress Models – дифференциальные модели для напряжений Рейнольдса) обладают значительным потенциалом в описании отрывных течений в рамках системы уравнений Рейнольдса. Отметим, что развитию этого направления посвящен европейский проект HiFi-TURB (2019–2022). В связи с этим интересен вопрос: какие преимущества можно получить в вихреразрешающих расчетах на базе модели класса DRSM. В данной работе рассматривается оригинальный вариант метода IDDES, обозначенный DRSM-IDDES, основанный на небуссинесковой модели турбулентности SSG/LRR-ω и сформулированный по аналогии с SST-IDDES.

Волков В.Ф., Дерунов Е.К. «Математическое моделирование взаимодействия ударных волн при сверхзвуковом полете группы тел» Вычислительные методы и программирование, 6, № 1, с. 88-98 (2005)

Обсуждаются результаты численных исследований пространственных сверхзвуковых течений в возмущенной области совместно обтекаемых двух одинаковых параллельно расположенных тел при числе Маха набегающего потока M=4.03 и нулевом угле атаки. Две одинаковые параллельно расположенные конфигурации представляют собой комбинации конуса с углом полураствора 20° и цилиндра с удлинением, равным 5. Используемая конечноразностная схема второго порядка основана на аппроксимации уравнений Эйлера в интегральной форме. Решение проводилось по маршевой координате в продольном направлении с использованием глобальных итераций. Показано, что с уменьшением расстояния между телами возрастает влияние дифрагируемых ударных волн на распределенные нагрузки по поверхности конфигураций и на их суммарные аэродинамические характеристики. Приведено сопоставление результатов расчета с данными физического эксперимента.

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Карпенко А.Г., Толстогузов С.С. «Математическое моделирование сверхзвукового обтекания клина с присоединенным скачком уплотнения с учетом высокотемпературных эффектов» Инженерно-физический журнал, 95, № 3, с. 756-766 (2022)

Выполнено математическое моделирование развития сверхзвукового течения газа при взаимодействии плоской ударной волны с клином на основе решения уравнений Эйлера, описывающих нестационарное течение не вязкого сжимаемого газа в двумерной области, с учетом высокотемпературных эффектов ионизации и диссоциации газа, возникающих в потоке газа в результате протекания в нем равновесных химических реакций. Проведено сравнение решений задачи в рамках моделей совершенного и реального газов. Исследовано влияние высокотемпературных эффектов в газе, обтекающем клин, на характеристики потока газа и угол наклона скачка уплотнения на клине.

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Цветков А.И., Чернышов П.С. «Механизмы генерации и источники шума сверхзвуковых струй и численное моделирование их газодинамических и аэроакустических характеристик» Вычислительные методы и программирование, 20, № 4, с. 498-515 (2019)

Интерес к разработке моделей и методов, направленных на изучение механизмов генерации шума в струйных течениях, объясняется постоянно ужесточающимися требованиями по шуму, производимому различными промышленными устройствами. Рассматриваются модели, лежащие в основе вычислительной газовой динамики и аэроакустики, а также интегральные методы расчета шума в дальнем поле и особенности численной реализации соответствующих математических моделей. Возможности разработанных средств численного моделирования демонстрируются на примере расчета шума, генерируемого сверхзвуковыми недорасширенными струями. Обсуждается влияние перепада давления на структуру струи, а также распределения газодинамических и акустических характеристик. Представленные средства численного моделирования задач вычислительной газовой динамики и вычислительной аэроакустики представляют собой инструменты решения исследовательских и инженерных задач, а также служат основой разработки новых методов и вычислительных алгоритмов.

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Чернышов П.С. «Газодинамические и акустические характеристики струи, истекающей из конического сопла в затопленное пространство» Инженерно-физический журнал, 95, № 2, с. 416-427 (2022)

Рассмотрено истечение дозвуковых и сверхзвуковых струй из конического сопла в затопленное пространство. Определено влияние перепада полного давления на входе в сопло и статического давления в окружающем пространстве на структуру такой струи и на распределения ее газодинамических и акустических параметров. Выполнены расчеты уровня шума струи в дальнем поле. Проведено сравнение результатов численного моделирования с имеющимися экспериментальными и расчетными данными. Представленные средства численного моделирования задач вычислительной газовой динамики и аэроакустики могут быть использованы для решения исследовательских и инженерных задач, а также для разработки новых вычислительных алгоритмов

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Карпенко А.Г., Чернышов П.С. «Расчет акустических характеристик течения вязкого сжимаемого газа около кругового цилиндра» Инженерно-физический журнал, 95, № 5, с. 1257-1265 (2022)

Рассмотрена генерация шума течением вязкого сжимаемого газа относительно кругового цилиндра в результате формирования в нем вихрей и их отрыва от поверхности цилиндра. Выполнены расчеты поля такого течения с использованием метода моделирования крупных вихрей и его акустических характеристик с использованием метода акустической аналогии, основанного на решении уравнения Фокса Вильямса–Хоукингса. На основе данных прямого численного моделирования исследованы режимы обтекания цилиндра при различных числах Рейнольдса. Проведено сравнение результатов расчетов акустических характеристик течения газа относительно цилиндра в рамках двух- и трехмерных подходов к решению уравнения Фокса Вильямса–Хоукингса. Получено хорошее согласие между расчетными газодинамическими и акустическими характеристиками течения с соответствующими экспериментальными и расчетными данными, имеющимися в литературе. Ключевые слова: аэроакустика, вычислительная газовая динамика, цилиндр, шум, отрыв течения, вихрь, диаграмма направленности

Кобцев В.Д., Кострица С.А., Смирнов В.В., Верещагин К.А., Волков С.Ю., Пелевкин А.В., Старик А.М., Титова Н.С., Торохов С.А. «Экспериментальные и численные исследования воспламенения и горения различных топлив (H₂, CH₄, N-C₁₀H₂₂) при фотодиссоциации молекул кислорода лазерным излучением» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 198-205 (2020)

Консон А.Д., Лободин И.Е., Волкова А.А. «Условия применимости методов пространственной локализации источника в подводном звуковом канале» Гидроакустика, № 51, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA51.pdf (2022)

Рассмотрена возможность получения информации о пространственной локализации источника широкополосного сигнала с использованием вертикально развитой антенны в подводном звуковом канале, когда свойства среды в различной степени стратифицированы на разных глубинах в пределах апертуры антенны. Проведено компьютерное моделирование в условиях реального подводного звукового канала в Черном море в летний период, которое дополнено натурными работами, проведенными в Средиземном море в осенний период. Показано, что в условиях существенной стратификации среды в окрестности вертикальной размерности антенны можно иметь различную передаточную функцию от наблюдаемого источника для разнесенных элементов антенны. С другой стороны, если вертикальные размеры антенны таковы, что в этих пределах среда может быть условно принята однородной, то на элементы антенны приходит сигнал, который можно рассматривать как единую суперпозицию плоских волн. Ключевые слова: гидроакустика, шумопеленгование, локализация, акустические лучи, подводный зву-ковой канал, вертикально развитая антенна.

Воробьев А.К., Малышев Ф.А. «Разработка компрессора ГТЭ-170.2» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 268-270 (2022)

Повышение технико-экономических показателей газотурбинных установок является одной из основных задач современного газотурбомашиностроения. Активное внедрение и распространение методов расчета вязкого трехмерного течения в ступенях проточных частей газотурбинных установок позволяет использовать этот подход в задачах повышения эффективности и мощности турбомашин. В ходе выполнения работ по проектированию установки ГТЭ-170.2 на повышенные параметры поставлена задача разработать компрессор с увеличенными расходом воздуха на 6,4%, степенью сжатия на 8,3% относительно базового компрессора. Также задание предполагало увеличение коэффициента полезного действия на величину не менее 0,5% и сохранение запасов устойчивой работы в сравнении с базовым компрессором. По результатам работ спроектирована проточная часть компрессора ГТЭ-170.2, соответствующая требованиям технического задания.

Воробьёв С.В., Казаков П.Г., Миронов А.К., Мышенков Е.В., Петухов В.П., Столяров В.А. «Экспериментальное исследование расходно-тяговых и акустических характеристик выходного устройства СУ сверхзвукового пассажирского/делового самолета» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 24-27 (2020)

Воронков А.А., Вишняков А.Н., Лесных Т.О., Иванова Е.В., Паранин Г.В. «Измерение вибрации в полёте в районе центроплана и на кресле пилота пассажирского самолета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 103-106 (2022)

Улучшение комфорта пассажиров и снижение утомляемости экипажа в пассажирских самолетах, а также ужесточение требований к характеристикам внутренней вибрации как со стороны авиационных властей, так и со стороны авиаперевозчиков делают актуальным инструментальный контроль фактических уровней вибрации. В рамках мероприятий по улучшению комфорта пассажирского салона самолета были выполнены работы по выявлению источников внутренней вибрации и определению ее характеристик. Установлено наличие во время полёта существенной составляющей вибрации на частоте 56,8 Гц.

Акиньшин Р.В., Воронцов В.И., Зайцев М.Ю., Титарев В.А., Фараносов Г.А. «Численное моделирование тонального шума несущего винта с помощью кода «ГЕРБЕРА»» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 41-45 (2022)

Шум на местности является одним параметров, который необходимо оптимизировать при проектировании вертолетов нового поколения в виду все большего значения экологических аспектов их эксплуатации. Поэтому задача снижения шума вертолетных винтов является актуальной и востребованной. В связи с тем, что возможности акустического эксперимента для вертолетных винтов (в особенности для режима полета) весьма ограничены в связи с отсутствием в России заглушенных аэродинамических труб достаточного размера, перспективным выглядит использование численных методов применительно к задаче моделирования аэроакустических характеристик таких винтов и разработке методов их улучшения. Первым шагом в направлении такого использования численных методов является их валидация с использованием доступных экспериментальных данных. В рамках настоящей работы исследована возможность использования вычислительного кода “Гербера” для моделирования аэроакустических характеристик несущего винта на режиме висения, для которого имеется набор экспериментальных данных, позволяющий провести валидацию численного метода.

Воротников Г.В., Зиновьев Е.А., Некрасова С.О. «Уравнения колебаний газа в канале кольцевого сечения с продольным градиентом температур» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика, 22, № 2, с. 111-122 (2022)

При выборе конструктивно-компоновочной схемы термоакустического преобразователя к особым требованиям относят размещение теплообменников в зонах подвода и отвода тепла. Наиболее перспективными в этом плане являются коаксиальные схемы с соосным расположением (труба в трубе) каналов акустического тракта. Такие конструктивные особенности ставят свои оптимизационные задачи. Для их решения необходимо выявить особенности изменения динамических параметров осциллирующего газа в условиях акустической волны. В представленной работе получено линейное дифференциальное уравнение второго порядка для осцилляций давления в канале кольцевого сечения при наличии постоянного продольного температурного градиента на основании линеаризованных уравнений механики сжимаемой среды, которое не зависит от других динамических параметров. Решение уравнения позволяет представить выражения динамических параметров колебаний газа, таких как скорость, плотность, температура, как функции динамического давления. Показано, что полученное уравнение является более общим случаем уравнения Ротта, полученного для канала круглого сечения при тех же условиях. Уравнения динамических параметров, полученные в данной работе, применяются к измерениям распределения акустической мощности в термоакустическом преобразователе и позволяют моделировать линейные акустические процессы в коаксиальных каналах термоакустических устройств.

Ворошнин Д.В., Загитов Р.А., Сальников С.Д., Шуваев Н.В. «Автоматизированный генератор блочноструктурированных расчетных сеток для турбомашин Turbo R&D.Mesher» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 271-272 (2022)

Работа посвящена разработке и реализации методики автоматического построения расчетных сеток для турбомашин в программном комплексе ПК Turbo R&D.Mesher. Рассматривается многоблочная структурированная расчетная сетка. Блок расчетной сетки представляет собой упорядоченный трехмерный массив узлов. Блоки расчетной сетки соединяются между собой «узел в узел», то есть координаты соответствующих узлов смежных блоков расчетной сетки совпадают. Задача построения расчетной сетки заключается в определении многоблочной топологии и координат узлов расчетной сетки таким образом, чтобы расчетная сетка удовлетворяла заданным критериям качества: невырожденность, ортогональность и др.

Ворошнин Д.В., Горобец А.В., Дубень А.П., Козубская Т.К., Маракуева О.В. «Разработка 3D газодинамического решателя в рамках системы проектирования и расчета турбомашин Turbo R&D» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 273 (2022)

Приводится описание основного функционала и характеристик 3D газодинамического решателя уравнений Навье–Стокса NOISEtte, разрабатываемого в ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. Приводится оценка его возможностей при решении задач турбомашиностроения на базе валидации, сравнения результатов и скорости работы с коммерческими решателями для ряда различных задач: плоских решеток, 3D многоступенчатых конфигураций компрессоров и турбин. Также обсуждаются преимущества решателя перед существующими коммерческими кодами и основные этапы его дальнейшего развития.

Ворошнин Д.В., Горобец А.В., Дубень А.П., Загитов Р.А., Козубская Т.К., Маракуева О.В., Овчинников А.И., Шуваев Н.В. «Разработка системы проектирования и расчета турбомашин Turbo R&D» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 274 (2022)

Приводится описание основного функционала блочно-структурированного сеточного генератора для лопаточных машин, эффективность которого уже подтверждена на обширной базе примеров турбомашин различного типа. Также обсуждаются преимущества разрабатываемого сеточного генератора перед существующими коммерческими кодами и основные этапы его дальнейшего развития.

Ворошнин Д.В., Загитов Р.А., Сальников С.Д., Шуваев Н.В. «Автоматическое определение топологии двумерных блочно-структурированных расчетных сеток в ПК Turbo R&D.Mesher» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 275-276 (2022)

Работа посвящена методике автоматического определения топологии блочно-структурированных расчетных сеток. Рассматривается блочно-структурированная расчетная сетка, то есть расчетная область описывается не одним упорядоченным набором узлов, а несколькими четырехгранными блоками.

Карпичев А.С., Зиновьев П.В., Вытнов А.В. «Совместная передача сигналов опорной частоты и шкалы времени по одному оптическому волокну» Труды Института прикладной астрономии РАН № 60, с. 39-43 (2022)

Волоконно-оптические линии передачи занимают все более прочные позиции в вопросах передачи как цифровых, так и аналоговых сигналов различного назначения. В обсерваториях, входящих в состав комплекса «Квазар-КВО», по волоконно-оптическим линиям передачи осуществляется передача гармонического сигнала опорной частоты, а также импульсных сигналов шкалы времени, используемых для синхронизации удаленного оборудования. В настоящее время эти сигналы передаются по независимым линиям связи, в то время как объединение этих систем в одну позволило бы повысить точность калибровки линии передачи. В данной работе представлены экспериментальные результаты по совместной передаче сигналов опорной частоты и шкалы времени по одному оптическому волокну. Объединение оптических сигналов достигнуто при помощи CWDM-мультиплексирования (Coarse Wavelength Division Multiplexing, мультиплексирование с грубым разделением по длине волны), широко используемого в телекоммуникационном оборудовании. В ходе эксперимента на суточном интервале получены данные о поведении сигналов опорной частоты и шкалы времени в линии передачи: при помощи измерителя временных интервалов зафиксировано изменение задержки сигнала шкалы времени в ходе эксперимента; при помощи фазового компаратора измерена нестабильность сигнала опорной частоты, вносимая линией передачи. Результаты, представленные в статье, позволяют сделать вывод, что предлагаемый способ передачи сигналов пригоден для использования в РСДБ-системах нового поколения. При этом появляется возможность измерять в реальном времени задержку распространения сигналов в линии передачи с точностью лучше 100 пс.