Шумин Ч., Заболотнов Ю.М. «Формирование вращающейся кольцеобразной тросовой группировки из трёх наноспутников с ограничением на управление» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 21, № 3, с. 69-84 (2022)

Рассматривается задача формирования кольцеобразной вращающейся тросовой группировки, состоящей из трёх наноспутников. Для анализа динамики тросовой системы используется математическая модель, построенная в подвижной орбитальной системе координат методом Лагранжа. С применением метода скользящих режимов предложены две программы управления для развёртывания тросов, в которых в качестве управлений используются силы натяжения тросов и реактивные силы, создаваемые двигателями малой тяги. В первой программе управляющие воздействия непосредственно ограничены допустимыми пределами изменения сил натяжения тросов и реактивных сил, а при построении второй программы в систему управления вводится вспомогательная динамическая система, которая вводит поправки к управлению, учитывающие эффект насыщения. Устойчивость движения тросовой группировки для обеих программ управления исследуется с использованием теории Ляпунова. Приводятся результаты численных расчётов, подтверждающие возможность использования предлагаемых программ управления для формирования тросовой группировки в виде вращающегося правильного треугольника при наличии возмущений и с учётом заданных ограничений.

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., 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.

Бородина И.А., Зайцев Б.Д., Алсовэйди А.К.М., Караваева О.А., Гулий О.И. «Биологический датчик на основе акустической щелевой моды с использованием микробных клеток для определения ампициллина» Акустический журнал, 68, № 6, с. 583-588 (2022)

Представлен биологический датчик для определения ампициллина в проводящих растворах. Датчик создан на основе акустической щелевой моды в структуре, состоящей из двух пьезопластин ниобата лития различных срезов, разделенных воздушным зазором. Одна из пьезопластин служила дном жидкостного контейнера, в который вносилась суспензия микробных клеток, чувствительных к изучаемому антибиотику. Измерялась глубина резонансных пиков на частотной характеристике полных потерь датчика. После этого в контейнер добавлялся исследуемый антибиотик, и измерения повторялись. Аналитическим сигналом, свидетельствующим о появлении антибиотика в суспензии клеток, служило изменение глубины резонансных пиков после его добавления в контейнер.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Семёнов А.П., Бородина И.А. «Влияние электропроводности пленки на характеристики акустического резонатора с радиальным возбуждающим электрическим полем» Акустический журнал, 68, № 6, с. 605-610 (2022)

Приведены результаты исследования влияния электрической проводимости тонкой пленки, нанесенной на торец резонатора с радиальным возбуждающим электрическим полем или находящейся в непосредственной близости от него, на характеристики резонатора. Рассмотрено три ситуации: проводящая пленка отсутствует, пленка нанесена непосредственно на торец резонатора и пленка находится на небольшом расстоянии от свободного торца резонатора. Во всех трех случаях рассчитан и измерен электрический импеданс резонатора в широком частотном диапазоне 1–1500 кГц. Впервые проведено уточнение материальных констант пьезокерамики для свободного и закороченного резонатора и показано, что эти константы совпадают между собой с хорошей точностью. Показано, что уменьшение толщины резонатора и увеличение зазора между электродами увеличивает его чувствительность к присутствию проводящей пленки на небольшом расстоянии от торца резонатора.

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.

Копьев В.Ф., Беляев И.В., Зайцев М.Ю., Шур М.Л., Травин А.К., Стрелец М.Х. «Шум обтекания кругового цилиндра и цилиндра с плоским донным срезом: эксперимент и численное моделирование» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 176-179 (2022)

Определение уровня и спектрального состава шума, генерируемого при обтекании кругового цилиндра, является классической задачей аэроакустики и, в то же время, представляет большой практический интерес, поскольку цилиндрические тела входят в конструкции многих аэродинамических объектов (типичным примером таких объектов является шасси самолета). Как следствие, в литературе активно исследуются различные способы снижения шума обтекания цилиндра, такие, например, как использование пористых материалов, спиральных нитей или плазменных актуаторов. Альтернативный метод, состоящий в модификации поперечного сечения кругового цилиндра путем удаления его небольшого сегмента (цилиндр с плоским донным срезом) был предложен в ЦАГИ. Его эффективность была подтверждена в экспериментах, выполненных в АК-2 ЦАГИ, измерения шума в которых проводились с помощью метода азимутальной декомпозиции.

Зайцев М.Ю., Копьев В.А., Титарев В.А., Фараносов Г.А. «Валидация метода расчёта шума модельного несущего винта на основе проведенных экспериментов в заглушенной камере АК-2» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 142-146 (2022)

Работа представляет собой комплексное расчетно-экспериментальное исследование, направленное на создание научно-технического задела по определению аэроакустических характеристик винта винтокрылого летательного аппарата (ВКЛА). Основной целью работы являлась валидация (т.е. установление степени соответствия экспериментальным данным) разработанных в ЦАГИ программ расчета аэроакустических характеристик винтов (самолетных и несущих винтов вертолета). Проблема создания высокоэффективных валидированных методов расчета шума несущего винта вертолета, ориентированных на оценку влияния различных конструктивных параметров, предсказания которых можно напрямую использовать в процессе конструирования малошумных эффективных лопастей, является исключительно актуальной.

Балакирева Н.В., Еремеев В.О., Зайцева С.Г., Суворов А.С. «Метод конечно-элементного моделирования гидродинамического шума, возникающего при обтекании упругих тел» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 68 (2022)

Представлен метод моделирования гидродинамического шума, позволяющий осуществлять расчет излучения звука в механоакустических системах произвольной геометрии с учетом упругих резонансов движущегося в жидкости тела. Метод основан на представлении акустического излучения как процесса рассеяния турбулентных псевдозвуковых волн на неоднородностях обтекаемой поверхности и оперирует совместным решением уравнений Гельмгольца и теории упругости в конечно-элементной постановке в спектральной области. В качестве исходных гидродинамических данных в методе используется тензор напряжений Лайтхилла, что позволяет подавить нефизичные пульсации, свойственные для расчетов течений жидкости в RANS-LES постановке. Представлены результаты валидации метода на примере классических задач и его апробации в задаче шумоизлучения гидравлического оборудования. Показано, что в отличие от аэроакустической проблематики основной вклад в излучение звука гидродинамическими источниками формируется за счет возбуждения потоком резонансных колебаний обтекаемых тел.

Захаренко А.Д., Петров П.С. «Возмущения модальных коэффициентов затухания и групповых скоростей, вызванные вариациями глубины вдоль акустической трассы в мелком море» Акустический журнал, 68, № 6, с. 618-624 (2022)

Рассмотрено возмущение коэффициентов затухания и групповых скоростей акустических мод в волноводе мелкого моря с неоднородным рельефом дна. Построены явные формулы для расчета первых и вторых производных указанных величин по глубине моря, основанные на теории возмущений, разработанной в предыдущих работах авторов. Применение полученных формул проиллюстрировано в модельном примере. Показано, что они позволяют с высокой точностью аппроксимировать зависимость групповых скоростей и модальных коэффициентов затухания от глубины моря. Предложенные формулы могут использоваться для получения простых аналитических оценок потерь при распространении звука в нерегулярных волноводах, а также для учета неоднородностей рельефа дна при выполнении геоакустической инверсии по данным о волноводной дисперсии сигнала.

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)

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)

Прокопов В.А., Алексеев С.О., Зенин О.И. «Тени черных дыр как источник ограничений на расширенные теории гравитации 2: Sgr A*» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 162, № 6, с. 878-880 (2022)

Почти сразу после опубликования [ЖЭТФ. 2022 т. 101. с. 108] проектом Event Horizon Telescope (EHT) было получено первое прямое изображение черной дыры в центре нашей галактики: Sagittarius A* [ The Event Horizon Telescope Collaboration, Astrophys. J. Letters 930 L17 (2022)]. Полученные ранее [ЖЭТФ. 2022 т. 101. с. 108] результаты для модели Хорндески с инвариантом Гаусса–Бонне, петлевой квантовой гравитации, скалярных моделей Бамбелби, Гаусса–Бонне и конформной гравитации полностью согласуются с наблюдениями Sgr A*. В f(Q) гравитации наблюдения Sgr A* дополнительно ограничивают значения параметра α : -0,025<α <0,005. Для альтернативного обобщения метрики Бамбелби с приближением Шварцшильда ограничение становится следующим: –0,05<l<0,45. Полученные ограничения демонстрируют тот максимум, которого можно достичь без учета вращения черной дыры. DOI: 10.31857/S0044451022120070

Зиновьев В.Н., Лебига В.А., Миронов Д.С., Пак А.Ю. «Об аналогии течения Куэтта в кольцевом и полукольцевом каналах» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 147-150 (2022)

Одним из простейших классических течений является течение между коаксиальными цилиндрами, впервые предложенное и использованное Куэттом для определения вязкости жидкости. Изучению течения Куэтта в кольцевом канале, ввиду его важности для практики, уделяется много внимания, имеются многочисленные результаты, полученные теоретическими, вычислительными методами, требующими верификации.

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.

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.

Батурин О.В., Горячкин Е.С., Зубанов В.М., Попов Г.М., Щербань А.И. «Численное исследование влияния входной неравномерности потока на характеристики ступени вентилятора газотурбинного двигателя» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 261-265 (2022)