Белова В.Г., Комратов Д.В., Кадочников И.Н., Кулешов П.С., Лобанова Д.И., Савельев А.М., Семенёв П.А., Степанов В.А., Титова Н.С., Токталиев П.Д. «Расчет электрофизических параметров струи двигательной установки десантного модуля "ЭкзоМарс-2020" для моделирования условий работы радиовысотомера при безопасной посадке на поверхность Марса» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 90-94 (2020)

Кадочников И.Н., Арсентьев И.В. «Детальная уровневая и модифицированная модовая модели для описания физико-химических процессов, протекающих в воздушной плазме за фронтом сильной ударной волны» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 218-224 (2020)

Кадочников И.Н., Арсентьев И.В. «Численное исследование влияния колебательной неравновесности на процессы горения водорода в воздухе за ударной волной» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 224-230 (2020)

Бондарчук А.А., Казаков Е.А., Сумбатян М.А. «Идентификация режима работы пропеллера беспилотного летательного аппарата по акустическому сигналу» Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки, № 2, с. 21-28 (2020)

Егоров О.В., Мышенков Е.В., Столяров В.А., Шелгунов Е.Ю., Казаков П.Г., Петухов В.П. «Расчетно-экспериментальные исследования расходно-тяговых характеристик реверсивно-отклоняющего устройства» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 20-23 (2020)

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)

Слободянюк Д.М., Калугин В.Т., Михайлов М.В. «Численное моделирование обтекания и относительного движения возвращаемого аппарата и крышки люка парашютного контейнера в процессе их разделения» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 239-240 (2022)

Представлены результаты численного моделирования процесса отделения элементов возвращаемых аппаратов с учетом аэродинамической интерференции при различных режимах полета с использованием программного комплекса FlowVision

Куприянова Е.Г., Кальтман Т.И., Накаряков В.М., Колотков Д.Ю., Кузнецов А.А. «О микроволновом отклике на бегущую симметричную быструю магнитозвуковую волну» Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 65, № 4, с. 287-300 (2022)

Исследован наблюдаемный отклик микроволнового излучения на возмущение поперечно-неоднородного плазменного слоя, вытянутого вдоль однородного магнитного поля, бегущей вдоль него симметричной (sausage) быстрой магнитозвуковой волной. Двумерное моделирование проведено в рамках аналитического решения системы линеаризованных уравнений магнитогидродинамики. Источником гиросинхротронного излучения являются ускоренные электроны, заполняющие только часть слоя. Показано, что для гиросинхротронных источников с поперечным размером, существенно меньшим ширины слоя, для всех углов зрения происходит усиление микроволнового отклика на быструю магнитозвуковую волну: глубина модуляции излучения на порядок превышает исходную амплитуду волны, в то время как для гиросинхротронных источников с размером больше ширины слоя имеет место обратный эффект. Контраст глубины модуляции излучения узких и широких источников растёт с повышением разницы концентраций в слое и вне его. Найдено, что микроволновый отклик на быструю магнитозвуковую волну слоя является нелинейным, что при определённых сочетаниях параметров приводит к полному исчезновению периодического отклика или к удвоению его частоты.

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.

Сергеев Д.А., Кандауров А.А., Стуленков А.В., Суворов А.С. «Лабораторное моделирование процессов возбуждения звука автоколебательными режимами в течениях в трубопроводах систем теплообмена» Инженерно-физический журнал, 95, № 2, с. 408-415 (2022)

Выполнено лабораторное моделирование процессов шумоизлучения в турбулентных течениях теплоносителя в запорно-регулирующей арматуре трубопровода. Эксперименты проведены на аэроакустическом стенде, состоящем из модели проточной камеры запорно-регулирующей арматуры (параллелепипед), подводящей и отводящей труб, вытяжного вентилятора, камеры глушителя. Выполнялись параллельные измерения полей скорости PIV-методом и акустических характеристик микрофоном. Эксперименты проводились при различных ширинах зазоров между трубами в модели проточной камеры. При определенных значениях зазоров микрофоном регистрировалось тональное звучание на частотах 340 и 680 Гц, которое, как потом показали результаты измерений полей скоростей, является следствием возникновения автоколебательного режима течения с периодическим срывом вихрей, масштаб которых сопоставим с шириной зазора в проточной камере

Канев Н.Г. «Граничные условия для поверхностей, реагирующих на касательное акустическое воздействие» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 156-157 (2022)

В настоящее время теоретически и экспериментально исследуются среды нового типа – акустические метаматериалы – искусственно создаваемые структуры из элементов малых волновых размеров, которые могут иметь необычные для обычных сред свойства. Если такая структура покрывает некоторую поверхность и существенно изменяет ее исходные свойства, то говорят от метаповерхностях. Чаще всего для создания метаповерхностей используют резонансные ячейки, например, независимые или связанные резонаторы Гельмгольца. Известно, что если расстояние между независимыми одинаковыми резонаторами Гельмогольца меньше половины длины волны, то свойства поверхности можно описать эквивалентным импедансом в том смысле, что метаповерхность обеспечивает такое же отражение звука в дальнем поле, как и обычная поверхность, импеданс которой равен эквивалентному импедансу метаповерхности. В представленной работе рассматривается абсолютно жесткая поверхность, покрытая дипольными резонаторами (рис. 1), моменты которых направлены вдоль поверхности. Физическая модель дипольного резонатора – несжимаемая сфера на пружине. Движение диполя вызывается движением среды в его окрестности, поэтому поверхность с дипольными резонаторами реагирует на градиент звукового давления по направлению вдоль момента диполей, т.е. на касательное акустическое воздействие. При нормальном падении звуковой волны (по оси z, резонаторы остаются неподвижными, поэтому поверхность не «чувствует» воздействия со стороны звукового поля и остается абсолютно жесткой. Податливость поверхности проявляется только при наклонном падении. Предлагается описывать свойства такой поверхности с помощью граничного условия, представляющего отношение градиента звукового поля вдоль поверхности к ее нормальной скорости, названное тангенциальным импедансом. Получен коэффициент отражения плоской звуковой волны, падающей на поверхность под произвольным углом, в зависимости от тангенциального импеданса. Обсуждается возможность создания поляризованной метаповерхности, образованной резонаторами, момент которых имеет фиксированное направление.

Каплунов Ю.Д., Приказчиков Д.А., Сабирова Р.Ф. «О гиперболическом уравнении для волны Рэлея» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 2, с. 56-59 (2022)

DOI: 10.31857/S2686740022070057

Демин И.Ю., Гурбатов С.Н., Лисин А.А., Карабасов С.А. «Численный анализ эволюции интенсивных аэродинамических струй в задачах с неплоской геометрией» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 114-115 (2022)

Представлена гибридная акустическая модель для оценки спектральной плотности шума на больших расстояниях от сверхзвуковых струй. В ближней зоне задачи, включающей струю и ее ближнее акустическое поле, решаются уравнения Навье–Стокса с учетом моделирования турбулентности и ударных волн (скачков уплотнения), и затем происходит расчет трехмерного акустического переноса. Полученное решение для ближнего поля используется в качестве граничного условия для эволюционного уравнения Бюргерса. Для решения последнего разработана эффективная численная схема в спектральной области с учетом неплоской задачи (сферическая и цилиндрическая расходимость) звукопереноса. Представлены примеры расчета сверхзвуковых струй из эксперимента LTRAC (Университета Монаш, Австралия) и ТUTA (Техасский Университет, США).

Подымова Н.Б., Карабутов А.А. «Влияние трещиноватости полевых шпатов на спектральную мощность обратнорассеянных широкополосных импульсов продольных ультразвуковых волн» Акустический журнал, 68, № 6, с. 679-688 (2022)

Изучено влияние микротрещин в лабораторных образцах полевых шпатов на спектральную мощность широкополосных импульсов продольных ультразвуковых волн, рассеянных назад в исследуемом образце (так называемую мощность структурного шума). Для этой цели использован оптико-акустический преобразователь, в котором совмещено лазерное возбуждение зондирующих широкополосных ультразвуковых импульсов в пленке из черного полиэтилена и пьезоэлектрическая регистрация как зондирующих, так и рассеянных в образце импульсов. Исследованы образцы ортоклаза и плагиоклаза с участками скоплений микротрещин, неравномерно распределенных по объему образцов. Такие участки выявлялись по данным оптической микроскопии поверхности образцов и по результатам измерения коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн в спектральном диапазоне 1–15 МГц. В участках с повышенным затуханием ультразвука также наблюдалось возрастание мощности структурного шума. Обнаруженная корреляция между концентрацией микротрещин и мощностью структурного шума может служить основой для разработки методики неразрушающей оптико-акустической диагностики возникновения и эволюции локальных микротрещин в образцах горных пород и минералов под действием различных нагрузок.

Соколовская Ю.Г., Подымова Н.Б., Карабутов А.А. «Выявление нарушений укладки слоев волокон в углепластиках методом широкополосной акустической спектроскопии» Дефектоскопия, № 11, с. 27-36 (2022)

Показана возможность обнаружения нарушений укладки слоев армирующей ткани в углепластиках, представляющих собой зазоры между лентами углеродных волокон. Для этой задачи использовалась широкополосная акустическая спектроскопия с лазерным источником ультразвука. Широкая полоса частот зондирующего сигнала позволяет получить частотные зависимости для коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн в углепластике в спектральном диапазоне 1–11 МГц. На примере исследованной стрингерной панели показано, что в областях с наличием зазоров наблюдается локальный минимум внутри резонансного максимума коэффициента затухания, вызванный нарушением периодичности структуры. Сканирование объекта вдоль поверхности позволяет определять направление данных зазоров в плоскости укладки углеродной ткани.

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.

Каракулев А.Е., Козубская Т.К., Плаксин Г.М., Софронов И.Л. «Численный бимформинг и метод декомпозиции по динамическим модам для анализа акустического источника в вычислительном эксперименте» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 158-160 (2022)

Анализ внешних акустических полей на основе данных газодинамических расчетов самолета и/или элементов его конструкции является важной составляющей процесса проектирования будущих изделий. Рассматривается подход совместного применения методов численного бимформинга и метода разложения на динамические моды (DMD) для выявления пространственных и частотных характеристик источников звука, генерируемого газодинамическим течением в некоторой области интереса. Численный бимформинг решает задачу восстановления непрерывной функции акустического источника на основе данных, получаемых при численном моделировании задач обтекания. Было показано, что при соблюдении определенных ограничений на шаг сетки источника и сетки микрофонов построенная матрица оператора бимформинга обладает хорошей обусловленностью, а решение тестовых задач производится с высокой точностью. Разработанный метод был применен для обработки данных, полученных в ходе вычислительного эксперимента по турбулентному обтеканию профиля крыла 30P30N с выпущенной механизацией, конфигурации, хорошо исследованной как численно, так и экспериментально. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) найденной функции источника оказалась в хорошем соответствии с результатами анализа поля давления газодинамического расчета, показывающего наличие превалирующего источника звука вблизи зазора между предкрылком и крылом с теми же частотами. Для уточнения характеристик акустического поля и извлечения дополнительной информации из газодинамических расчетов ранее предложена концепция применения численного бимформинга и метода DMD для анализа данных вычислительного эксперимента, накапливаемых на поверхности FWH. В применении к расчетам было показано, что полученная бимформингом АЧХ источника с подъемами вблизи частот Sh=11, 15.5, 21.5, 27 хорошо согласуется с основными слабозатухающими модами, предоставляемыми анализом DMD, как по частотам, так и по локализации источника между предкрылком и крылом. Представлены результаты по продолжению исследований акустического поля, создаваемого турбулентным обтеканием профиля 30P30N.

Боритко С.В., Иванов С.И., Карандин А.В. «Использование модуляционной акустооптической спектрометрии для определения местоположения спектральных особенностей в перекрывающихся спектрах» Журнал радиоэлектроники, № 11, с. 6 (2021)

Спектрометр не способен безошибочно определить спектральные положение меньшего максимума, если он расположен на фоне мощного широкого пика. Решение проблемы известно: достаточно продифференцировать имеющуюся зависимость, и положение меньшего пика определяется с достаточной точностью. На базе квазиколлинеарной акустооптической ячейки был создан макет спектрометра, позволяющего регистрировать как спектр оптического сигнала, так и его производную, причем в реальном масштабе времени. В ходе проведения работ было проведено более детальное исследование работы созданного макета: программно менялась величина фазового сдвига от 0 до 360°, а пространственный период модуляции – от 0 до длины АО ячейки L. В качестве источника излучения использовалась неоновая лампа и все приведенные данные были получены для одной и той же линии излучения. Максимальный сигнал для производной соответствует значениям фазы 90 и 270°. В другой серии экспериментов была исследована работа макета при изменении периода модуляции (фазовый сдвиг фиксирован, ψ=π/2). Максимальный сигнал для производной соответствует значениям длительности периода модуляции равной L/2, т.е. половине длины акустооптической ячейки. Графики результатов “физического” и “математического” дифференцирования не совпадают. Мы предполагаем, что различия связаны с формой аппаратной функции акустооптического спектрометра. Однако, на вершинах спектральных пиков, т.е. в районах пересечения производных с нулевой линией результаты совпадают, что позволяет использовать акустооптическое дифференцирование для выявления "тонкой структуры" оптических спектров, причем в реальном масштабе времени. Таким образом, в результате проведенных работ: предложен метод точного определения положения спектральных максимумов в сложных перекрывающихся спектрах в реальном масштабе времени; создана приборная реализация предложенного метода и показано, что для видимого диапазона (532 нм) точность определения спектрального положения максимумов составляет 0,2 нм

Котов В.М., Аверин С.В., Карачевцева М.В., Яременко Н.Г. «Акустооптический фильтр пространственных частот, оперирующий в промежуточной области акустооптического взаимодействия» Оптический журнал, 89, № 1, с. 54-62 (2022)

Исследованы характеристики акустооптического фильтра пространственных частот, предназначенного для обработки двумерных изображений и работающего в промежуточной области акустооптической дифракции. Достоинством таких фильтров по сравнению с фильтрами, работающими в брэгговском режиме, является возможность работы на значительно более низких частотах звука, что позволяет увеличить полосу пропускания пространственных частот и уменьшить предельное разрешение. Получены передаточные функции дифракционных порядков. Показано, что использование первого дифракционного порядка позволяет выделять двумерный контур изображения. Экспериментально продемонстрировано выделение контура изображения, переносимого оптическим излучением на длине волны излучения 0,63·10^–4 см с использованием акустооптического пространственного фильтра из ТеО₂, работающего на частоте 15 МГц.

Шагапов В.Ш., Рафикова Г.Р., Каримова Г.Р. «Динамика волн Стоунли на границе "вода–насыщенный водой или газогидратом песок"» Инженерно-физический журнал, 95, № 4, с. 869-875 (2022)

Рассмотрен процесс распространения волны Стоунли на границе "вода–асыщенный водой или газогидратом песок". Для описания процесса использованы уравнения неразрывности, состояния жидкости, импульсов, волновые уравнения, уравнения для смещения частиц и компонентов тензоров напряжения. В результате нахождения аналитических решений в виде гармонической бегущей волны для давления, смещений, потенциалов для векторов продольной и поперечной волн получено дисперсионное уравнение для определения скорости волны Стоунли. Получены значения скоростей волны Стоунли для различной насыщенности песка водой и газогидратом. Определена зависимость глубины проникновения звуковой волны, продольных и поперечных волн в жидкость и в твердую среду от частоты. Предложена идея определения толщины гидратосодержащего слоя по вырождению волны Стоунли с увеличением ее длительности.

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., 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

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.

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.

Кильпио Е.Ю., Щербаков И.А. «О научных результатах в области физических наук, полученных в 2020 –2021 гг.» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 2, с. 3-33 (2022)

DOI: 10.31857/S2686740022070069

Барышева Д.В., Лесных Т.О., Иванова Е.В., Ким Н.В., Сергеев М.С., Романенко Г.А., Печагин Д.В. «Локализация источников шума сферической микрофонной решёткой в пассажирском самолете при наземных испытаниях» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 69-72 (2022)

В последнее время оценка акустических характеристик самолета не ограничивается только крейсерскими режимами полета. Рекомендуется оценивать характеристики шума в течение всего полета, а также при наземных гонках маршевых силовых установок (МСУ). Измерения уровня звукового давления (УЗД) на вновь создаваемых самолётах являются обязательными при оценке степени комфорта для пассажиров и условий работы экипажа. Для выявления наиболее заметных источников шума может быть использована система сферического бимформинга. Она разработана специально для использования внутри кабин самолётов, вертолетов и автомобилей, которые могут иметь сложное звуковое поле с большим количеством отражений, что делает невозможным применение обычных плоских микрофонных решеток. Система сферического бимформинга, обеспечивает формирование сферической диаграммы направленности и позволяет обойти данные ограничения. В рамках демонстрационной работы успешно проведены акустические испытания по локализации источников шума в контрольных областях в салоне и кабине экипажа пассажирского самолета при гонке МСУ с применением сферической микрофонной решётки с 36 микрофонами и встроенными цифровыми камерами. Получены диаграммы распределения суммарных УЗД и выделены источники шума внутри пассажирского салона и кабины экипажа. Проведен анализ вклада шума самолетных систем, с учётом их конструктивных особенностей, в общий уровень шума в самолете. Данный метод определения акустических характеристик позволяет выявить возможные места доработок конструкции, а повторные испытания – оценить эффективность данных доработок для снижения общего шума пассажирского самолета

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

Кирюшина М.А., Елизарова Т.Г., Епихин А.С. «Сопоставление численных алгоритмов на примере решения задачи о взаимодействии движущегося вихря с ударной волной» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 161-163 (2022)

С помощью квазигазодинамического (КГД) метода решения задач газовой динамики, включенного в открытую платформу OpenFOAM в качестве вычислительного ядра QGDFoam, решена тестовая задача о нестационарном взаимодействии вихревого течения с ударной волной.

Смирнов Н.Н., Киселев А.Б., Тюренкова В.В., Назаренко А.И., Усовик И.В. «Анализ разрушения и фрагментации космических аппаратов при высокоскоростных столкновениях» Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 9-10(147-148), с. 22-31 (2020)

Из-за деятельности человека в космосе появилась новая проблема – космический мусор, образованный ступенями ракет, изменившими свою орбиту спутниками и другими неуправляемыми космическими объектами. Уже сейчас космический мусор представляет значительную угрозу для космических полетов и долгосрочных орбитальных миссий. Поэтому на сегодняшний день защита космических аппаратов от возможного столкновения с фрагментами космического мусора является актуальной задачей. Например, защита от крупных фрагментов космического мусора на международной космической станции происходит путем коррекции ее орбиты. Такая стратегия защиты требует разработки эффективной модели прогнозирования и анализа движения космического мусора с учетом взаимных столкновений космических объектов различных размеров. Данная статья посвящена созданию математической модели, описывающей соударение и разрушение космических объектов при их высокоскоростном соударении

Распопин Г.К., Макашев Д.Р., Борисов А.В., Кистенев Ю.В. «Исследование высокочастотных акустических резонансов оптико-акустического детектора с дифференциальными резонаторами Гельмгольца» Оптика и спектроскопия, 130, № 6, с. 826-831 (2022)

Численно исследованы акустические резонансы оптико-акустического детектора (ОАД) с дифференциальными цилиндрическими резонаторами Гельмгольца при вариации их основных параметров. Получены и проанализированы зависимости добротности акустического резонанса и резонансной частоты от геометрических параметров ОАД. Полученные результаты представляют интерес для разработки оптико-акустических газоанализаторов. Ключевые слова: лазерный газоанализ, оптико-акустический детектор, компьютерное моделирование.

Аксенов А.А., Клименко Д.В., Тимушев С.Ф., Шапоренко Е.В. «Моделирование генерации акустических волн винтом квадрокоптера в рамках модели акустико-вихревой декомпозиции» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 46-48 (2022)

Акустическое воздействие малых летающих аппаратов на окружающую среду вызывает ухудшение экологической обстановки. Поэтому проектирование аппаратов, имеющих малый шум, является актуальной проблемой. Современное проектирование предполагает использование численного моделирования как способа автоматизации инженерных расчетов функционирования создаваемых объектов до их реального воплощения «в металле». Это подход проявляется и при моделировании шума от создаваемого объекта. В настоящее время начинает широко использоваться подход к моделированию генерации и распространения акустических волн через декомпозицию нестационарного давления на гидродинамические пульсации (псевдозвук) и акустическое поле. Одна из реализаций этого подхода достигается путем определения пульсаций поля на воображаемой поверхности, удаленной от источника акустического поля, где практически нет пульсаций гидродинамического поля (поверхность Кирхгофа). За пределами этой поверхности решается волновое уравнение переноса акустических волн различными методами. Главный недостаток этого метода – неопределенность в расстоянии, на котором необходимо провести поверхность Кирхгофа. Дело в том, что при расчете методами CFD акустическая составляющая давления достаточно быстро затухает из-за схемной вязкости численного метода. Для преодоления схемной вязкости приходится дробить расчетную сетку, что приводит к большому потреблению вычислительных ресурсов. Поэтому приближение поверхности Кирхгофа к источнику шума уменьшает требуемые ресурсы компьютера, но вызывает искажения акустического поля за счет того, что на этой поверхности учитываются не только акустические, но и вихревые колебания давления (псевдозвук). Удаление поверхности Кирхгофа от источника приводит к искажению не только амплитуд акустической волны, но и ее спектральных характеристик, так как схемные эффекты CFDметода влияют по-разному на разные частоты. В настоящей работе используется подход акустико-вихревой декомпозиции. В нем источник шума определяется непосредственно в объёме поля течения, являющегося генератором шума. Расчет акустических волн проводится во всей области расчета, включая источник шума. Данный подход реализован в программном комплексе FlowVision и является усовершенствованной мультипроцессорной моделью ранней однопроцессорной бета-версии.

Аксенов А.А., Клименко Д.В., Мошков П.А., Тимушев С.Ф., Федосеев С.Ю., Яковлев А.А. «Численное моделирование генерации шума разными конфигурациями винтов мультикоптера» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 49-53 (2022)

Небольшие мультикоптеры (дроны), становятся все более полезными для коммерческой и частной деятельности. Несмотря на свою полезность, беспилотники создают шум, который раздражает население . Акустические характеристики становятся ключевым контрольным и конструктивным параметром, и вводят дополнительные ограничения на шумовое загрязнение, которое оказывает непосредственное влияние на здоровье людей. В данной работе продолжена верификация метода декомпозиции псевдозвука (вихревой моды) и акустического поля, который реализован в однопроцессорной бета-версии акустической модели пакета FlowVision 2.5.

Кондратов А.В., Клименко Д.В., Тимушев С.Ф. «Моделирование акустико-вихревого поля нестационарного давления в центробежной машине с применением сплиттеров» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 171-175 (2022)

В последнее время все большее значение придается изучению проблем повышения надежности и ресурса центробежных насосов, которые являются основным источником шума в гидросистемах.

Байгозин Д.А., Батурин Ю.М., Гебель М., Клименко С.В., Леонов А.В., Никитин И.Н., Никитина Л.Д. «Интерактивное повествование в виртуальном окружении: обучающая система "Виртуальный планетарий"» Вычислительные методы и программирование, 6, № 1, с. 10-23 (2005)

Обсуждается новая технология построения мультимедийных динамических документов – интерактивному повествованию в виртуальном окружении. Это – перспективное направление развития компьютерных технологий, которое находится на стыке систем управления электронными документами, информационных систем, компьютерных игр, обучающих программ, виртуальных тренажеров и интерактивных моделей. Введены основные термины и понятия новой предметной области, рассмотрены методы и технологии создания интерактивных приложений в виртуальном окружении, описаны принципы построения интерактивного повествования в виртуальном окружении на примере обучающей системы "Виртуальный Планетарий".

Клюев Н.А. «Применение разложения по динамическим модам для поиска параметров неустойчивости вихревого следа» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 164-165 (2022)

Метод разложения по динамическим модам (dynamic mode decomposition – DMD) был ранее представлен для анализа результатов расчётов и экспериментов. В качестве входных данных в разложении по динамическим модам используются конечномерные вектора измерений, полученные через равные промежутки вдоль некоторого выделенного направления. Центральной идеей разложения по динамическим модам является предположение линейной связи между векторами наблюдений. В работе разложение по динамическим модам применялось для поиска характеристик мод неустойчивости в расчёте дальнего вихревого следа за самолётом Boeing 747 в турбулентной атмосфере.

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)

Кобцев В.Д., Кострица С.А., Смирнов В.В., Титова Н.С., Торохов С.А. «Экспериментальные исследования воспламенения водорода и метана в проточном реакторе при воздействии электрического разряда» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 205-211 (2020)

Стоник О.Г., Гешеле В.Д., Ковалев С.А., Раскатов И.П., Козлова А.А. «Вибрационное горение, задачи и методы исследования» Инженерно-физический журнал, 95, № 5, с. 1302-1310 (2022)

Проведен обзор литературных данных и их анализ. С учетом анализа современного состояния исследований разработана методика экспериментального исследования горения твердых топлив. Система диагностики позволила измерять скорость выгорания топлива, амплитуду и частоту пульсаций давления газа в трубе Рийке. Разработана теоретическая модель вихревых колебаний пламени при вибрационном горении Ключевые слова: вибрационное горение, автоколебание, акустическое излучение, интенсивность горения, амплитуда, частота, твердое топливо

Кожеватов И.Е., Руденчик Е.А., Силин Д.Е., Стукачев С.Е., Куликова Е.Х. «Оптический спектрограф для спектромагнитографа космического базирования «Тахомаг-МКС»» Оптический журнал, 89, № 7, с. 59-71 (2022)

Предмет исследования. оптический спектрограф, разработанный для солнечного спектромагнитографа космического базирования «Тахомаг-МКС». Статья является второй из серии статей, посвященных разработке этого прибора, планируемого к размещению на российском сегменте Международной космической станции. В первой из статей серии, опубликованной в этом же журнале, представлено описание солнечного оптического телескопа, являющегося составной частью прибора. Цель работы заключалась в разработке оптического спектрографа для спектромагнитографа «Тахомаг-МКС», который бы обладал необходимыми характеристиками для измерения эффекта Зеемана в выбранных спектральных линиях при значениях магнитных полей, характерных для солнечной фотосферы. Метод. Схема спектрографа «Тахомаг-МКС» является классическим вариантом линзовой внеосевой схемы спектрографа Литтрова. В качестве рабочих спектральных линий были выбраны FeI 6301,5 Å и FeI 6302,5 Å. Использование линзового варианта схемы спектрографа позволило выполнить требования по ограничениям на его габариты без применения оптических элементов с асферической формой поверхности. Основные результаты. Показано, что, несмотря на жесткие ограничения по массе и габаритам, связанные с условиями эксплуатации, спектрограф обеспечивает построение практически безаберрационных изображений (параметр Марешаля лучше l/20) спектра солнечной фотосферы с угловым разрешением 0,35І по критерию Рэлея, соответствующим угловому разрешению солнечного оптического телескопа спектромагнитографа «Тахомаг-МКС», со спектральным диапазоном 2,52 Å и спектральным разрешением около 30 м∼0A. Это меньше, чем ширина используемых спектральных линий, которая составляет от 42,4 м Å в сильных пятнах до 49,1 м Å в спокойной фотосфере и обусловлена хаотическими движениями атомов вдоль луча зрения и неразрешаемой структурой микротурбулентных скоростей. Практическая значимость. Разработка спектромагнитографа «Тахомаг-МКС» поможет в решении актуальных задач физики Солнца и физики плазмы и создаст задел для подготовки к более сложным миссиям, связанным с исследованиями Солнца с близких расстояний.

Козлов В.Е., Кулешов П.С., Старик А.М., Титова Н.С., Торохов С.А. «Особенности окисления углеводородных топлив с добавками водорода и влияние добавки водорода на горение и образование экологически опасных компонентов в камерах сгорания с гомогенным режимом горения» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 153-161 (2020)

Козлов В.Е., Старик А.М., Титова Н.С. «Влияние фотохимической активации молекул кислорода на работу двигателя внутреннего сгорания с компрессионным воспламенением» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 205-217 (2020)

Стоник О.Г., Гешеле В.Д., Ковалев С.А., Раскатов И.П., Козлова А.А. «Вибрационное горение, задачи и методы исследования» Инженерно-физический журнал, 95, № 5, с. 1302-1310 (2022)

Проведен обзор литературных данных и их анализ. С учетом анализа современного состояния исследований разработана методика экспериментального исследования горения твердых топлив. Система диагностики позволила измерять скорость выгорания топлива, амплитуду и частоту пульсаций давления газа в трубе Рийке. Разработана теоретическая модель вихревых колебаний пламени при вибрационном горении Ключевые слова: вибрационное горение, автоколебание, акустическое излучение, интенсивность горения, амплитуда, частота, твердое топливо

Абалакин И.В., Бобков В.Г., Козубская Т.К. «Моделирование аэродинамики и акустики винта дрона с использованием различных моделей» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 38-39 (2022)

Проведено сравнение результатов моделирования аэродинамических и акустических характеристик маломасштабного винта дрона. Для моделирования вращающегося винта использовались модели на основе уравнения Эйлера и Навье–Стокса записанные в неинерциальной вращающейся системе координат. При использовании модели на основе уравнений Навье–Стокса использовалась два подхода – методика на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений (RANS) и вихреразрешающий подход IDDES.

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.

Бобков В.Г., Жданова Н.С., Козубская Т.К., Кудрявцева Л.Н., Цветкова В.О. «Моделирование обтекания винта квадрокоптера с использованием метода погруженных границ и динамической адаптации сетки» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 91-92 (2022)

Обсуждаются результаты расчета задачи обтекания вращающегося винта, а также ряда вспомогательных задач, рассмотренных в целях верификации разработанной методики и исследования влияния различных факторов. Моделирование проводится на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса для вязкого сжимаемого газа. В качестве замыкания этой системы используется модель турбулентности Спаларта-Аллмараса.

Каракулев А.Е., Козубская Т.К., Плаксин Г.М., Софронов И.Л. «Численный бимформинг и метод декомпозиции по динамическим модам для анализа акустического источника в вычислительном эксперименте» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 158-160 (2022)

Анализ внешних акустических полей на основе данных газодинамических расчетов самолета и/или элементов его конструкции является важной составляющей процесса проектирования будущих изделий. Рассматривается подход совместного применения методов численного бимформинга и метода разложения на динамические моды (DMD) для выявления пространственных и частотных характеристик источников звука, генерируемого газодинамическим течением в некоторой области интереса. Численный бимформинг решает задачу восстановления непрерывной функции акустического источника на основе данных, получаемых при численном моделировании задач обтекания. Было показано, что при соблюдении определенных ограничений на шаг сетки источника и сетки микрофонов построенная матрица оператора бимформинга обладает хорошей обусловленностью, а решение тестовых задач производится с высокой точностью. Разработанный метод был применен для обработки данных, полученных в ходе вычислительного эксперимента по турбулентному обтеканию профиля крыла 30P30N с выпущенной механизацией, конфигурации, хорошо исследованной как численно, так и экспериментально. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) найденной функции источника оказалась в хорошем соответствии с результатами анализа поля давления газодинамического расчета, показывающего наличие превалирующего источника звука вблизи зазора между предкрылком и крылом с теми же частотами. Для уточнения характеристик акустического поля и извлечения дополнительной информации из газодинамических расчетов ранее предложена концепция применения численного бимформинга и метода DMD для анализа данных вычислительного эксперимента, накапливаемых на поверхности FWH. В применении к расчетам было показано, что полученная бимформингом АЧХ источника с подъемами вблизи частот Sh=11, 15.5, 21.5, 27 хорошо согласуется с основными слабозатухающими модами, предоставляемыми анализом DMD, как по частотам, так и по локализации источника между предкрылком и крылом. Представлены результаты по продолжению исследований акустического поля, создаваемого турбулентным обтеканием профиля 30P30N.

Абалакин И.В., Бахвалов П.А., Горобец А.В., Дубень А.П., Козубская Т.К. «Параллельный программный комплекс NOISEtte для крупномасштабных расчетов задач аэродинамики и аэроакустики» Вычислительные методы и программирование, 13, № 3, с. 110-125 (2012)

Представлен программный комплекс NOISEtte, основанный на схемах повышенной точности с определением переменных в узлах неструктурированных сеток, который позволяет моделировать задачи газовой динамики и аэроакустики с использованием десятков тысяч процессорных ядер суперкомпьютера. Приводится обзор лежащих в основе численных методов и моделей, включающий в себя пространственную дискретизацию, интегрирование по времени, модели турбулентности и модели дальнего поля. Подробно описаны особенности программной реализации. Большое внимание уделяется распараллеливанию в рамках двухуровневой модели MPI+OpenMP.

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.

Дубень А.П., Козубская Т.К. «Моделирование течения возле наклонного обратного уступа BFS45 с помощью кода NOISEtte» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 126-127 (2022)

Представлены результаты расчетов сверхзвукового турбулентного течения возле наклонного (угол 45°) обратного уступа (BFS45).

Дубень А.П., Козубская Т.К., Рыбак С.П., Михайлов М.В. «Расчет пульсаций давления на ракете космического назначения на этапе выведения» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 128-129 (2022)

Одной из важных задач, связанных с разработкой ракет космического назначения (РКН) является оценка нестационарных пульсаций давления на ее поверхностях. На этапе выведения при трансзвуковых и сверхзвуковых режимах обтекания различные зоны вблизи важных внутренних и внешних составных частей РКН подвергаются воздействию повышенных пульсационных нагрузок. Возле ракеты образуется сложное турбулентное течение, характеризующееся наличием локальных отрывов потока и ударных волн, взаимодействующих со слоями смешения и с турбулентным пограничным слоем. Представлены результаты крупномасштабных расчетов турбулентных течений, возникающих на поверхности РКН на этапе выведения. Рассматриваются трансзвуковые и сверхзвуковые режимы обтекания (характерные числа Маха от 0.8 до 1.3, числа Рейнольдса – порядка 10⁹). Численное моделирование проводится с помощью вихреразрешающего гибридного RANS-LES подхода.

Дубень А.П., Козубская Т.К., Родионов П.В. «Моделирование аэродинамики дельтовидного крыла на режиме посадки» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 130-131 (2022)

Целью работы является валидация программного комплекса NOISEtte на задаче об обтекании дельтовидного крыла и применение протестированных моделей и методов для решения индустриальных задач. Представлены результаты RANS и IDDES моделирования обтекания дельтовидного крыла, проведено сравнение с экспериментальными данными

Койгеров А.С., Балышева О.Л. «Быстрый численный расчет параметров поверхностных акустических волн Рэлея для модели связанных мод» Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 65, № 6, с. 67-79 (2022)

Введение. Важнейшим этапом разработки устройств на поверхностных акустических волнах (ПАВ) является математическое моделирование. Успешно применяемые в последние годы компьютерные пакеты моделирования позволяют существенно сократить время и повысить точность расчета характеристик при проектировании. Для быстрого анализа рабочих характеристик проектируемых акустоэлектронных приборов необходимо знание основных параметров акустических волн, распространяющихся в материалах подложек устройств. Цель работы. Предложение и апробация, на примере анализа волн Рэлея методом конечных элементов, методики расчета ключевых параметров, необходимых для моделирования ПАВ-устройств на основе модели P-матриц и модели связанных мод. Материалы и методы. Теоретическая часть работы выполнялась с применением математической теории дифференциальных уравнений, использовалось матричное описание и метод конечных элементов. В ходе работы применялась математическая обработка в программах MatLab и COMSOL. Результаты. Разработана оригинальная методика извлечения параметров ПАВ для модели связанных мод на основе быстрого алгоритма, реализованного в пакете COMSOL. Сравнение результатов расчета таких параметров, как коэффициент электромеханической связи, скорость распространения акустической волны по поверхности подложки, с известными данными из литературных источников показало хорошее совпадение. На основе извлеченных параметров спроектирован ряд трансверсальных фильтров. Выполнено сопоставление результатов расчета и экспериментальных измерений коэффициента передачи. Заключение. Предложенная методика анализа бесконечных периодических электродов методом конечных элементов на основе анализа собственных частот и статического анализа позволила рассчитать основные параметры волн Рэлея в традиционных подложках ниобата лития, танталата лития и кварца. Практическая значимость состоит в использовании полученных параметров при разработке различных классов акустоэлектронных устройств.

Кокоулина М.В., Куркина О.Е., Рувинская Е.А., Куркин А.А. «Гидрологические условия и эпизоды наблюдений внутренних волн в Балтийском море в сентябре 2019 г.» Экологические системы и приборы, № 10, с. 78-90 (2022)

Проанализированы гидрологические условия в центральной Балтике в сентябре 2019 г. по данным экспедиционных исследований. На основе этих данных проведены расчеты теоретических бароклинных вертикальных мод, построены дисперсионные зависимости внутренних гравитационных волн, оценены их фазовые и групповые скорости, определены характеристики внутренних волновых пучков. Показано, что измеренные на двух горизонтах, соответствующих положениям резких скачков плотности, временные ряды колебаний физических полей (температуры, солености, давления), обусловленных распространяющимися внутренними волнами с амплитудами смещений изолиний плотности морской воды до 6–8 м на верхнем пикноклине, имеют существенную взаимную корреляцию. Ключевые слова: стратификация морской воды, внутренние волны, натурные данные, дисперсионные зависимости, вертикальные моды, Балтийское море.

Кокошкин А.В. «Применение метода перенормировки с ограничением к акустическим изображениям» Журнал радиоэлектроники, № 2, с. 9 (2022)

Предлагается применение метода перенормировки с ограничением (МПО) для подавления спекл шума на различных видах акустических изображений. Принципиальная возможность существенного снижения уровня спекл-шума обнаружена вследствие того, что МПО перенормирует спекл акустического изображения к модели универсального опорного спекла (УОС), которая является моделью, спекла оптического изображения «хорошего» качества. Для повышения общей резкости, после применения МПО, рекомендовано использовать дополнительную обработку, подходящую к своему виду изображений. Предложено оценивать степень подавления спекл-шума с помощью среднеквадратичного отклонения от изображения, усредненного по спрайту. Проведенное исследование позволяет сделать заключение о том, что применение МПО к различным акустическим изображениям позволяет существенно снизить присущий им спекл-шум.

Григорьев А.И., Колбнева Н.Ю., Ширяева С.О «Нелинейные монопольное и дипольное акустические излучения слабо заряженной капли, осциллирующей в однородном электростатическом поле» Прикладная математика и механика, 86, № 6, с. 938-957 (2022)

В асимптотических расчетах второго порядка малости по малой безразмерной амплитуде осцилляций капель естественного происхождения в материальной среде во внутриоблачном или приземном электрическом поле показывается, что среди прочих мод возбуждаются нулевая и первая моды осцилляций капли, не имеющие места в расчетах первого порядка малости. Рассчитывается интенсивность акустического излучения от них. Расчеты проводятся на модели идеальной несжимаемой электропроводной жидкости. Показано, что интенсивность монопольного акустического излучения от капли на шесть порядков более интенсивно, чем дипольного. Интенсивность монопольного излучения в используемом квадратичном по безразмерной амплитуде осцилляций приближении не зависит от радиуса капли и напряженности внешнего электростатического поля, интенсивность дипольного излучения от радиуса капли зависит существенно. Зависимость от напряженности внешнего электростатического поля появляется лишь в третьем порядке малости. Акустическое излучение от осциллирующих дождевых капель идет в слышимом диапазоне частот, а от облачных капель и капель тумана – в ультразвуком диапазоне. Временная зависимость акустического излучения как монопольного так и дипольного от капли при начальном возбуждении конечного отрезка сплошного спектра мод имеет вид биений.

Бабич Е.В., Колесник Е.В. «Опыт применения схем повышенного порядка точности с квазиодномерной реконструкцией переменных при расчетах на неструктурированных сетках» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 64-67 (2022)

Современные задачи аэродинамики и аэроакустики, решаемые посредством численного моделирования, требуют адекватного разрешения мелкомасштабных возмущений с сохранением их волновых свойств, при этом качество и ресурсоемкость вычислений в первую очередь определяются точностью используемых численных схем. В настоящее время среди схем высокого порядка точности, применяемых для решения задач на неструктурированных сетках по методу конечного объема, большее распространение получили схемы с квазиодномерной реконструкцией переменных. Согласно данному подходу вначале с использованием различных полиномов определяются значения «основных» переменных слева и справа от грани, после чего расчет вектора газодинамических потоков на грани проводится с использованием реконструированных значений. К настоящему времени исследованиям по данной тематике посвящено большое количество публикаций, однако в литературе до сих пор имеются различные мнения по данному вопросу. Настоящая работа посвящена тестированию нескольких схем повышенного порядка точности (3-го и 5-го порядка) с квазиодномерной реконструкцией переменных при расчетах на неструктурированных сетках с различным типом сеточных элементов

Колесник Е.В., Бабич Е.В., Смирновский А.А., Смирнов Е.М. «Численное исследование взаимодействия пограничного слоя и затупленного тела в сверхзвуковом потоке» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 166-170 (2022)

Исследование структуры течения, возникающей при обтекании сверхзвуковым потоком какой-либо конструкции, закреплённой на обтекаемой поверхности, важно для многих практических приложений, прежде всего, в авиакосмической отрасли. При обтекании затупленного тела, установленного на пластине, вдоль которой развивается пограничный слой, возникает сложная вихревая структура, с изменяющейся от случая к случаю конфигурацией системы подковообразных вихрей. При сверхзвуковом обтекании картина взаимодействия становится еще сложнее из-за формирования скачков уплотнения. Возникающая многовихревая структура течения приводит к сильно неоднородному распределению параметров в области сочленения тела и пластины. С практической точки зрения наиболее важно правильно предсказывать тепловые и динамические нагрузки в этой области. Изучение возникающих сложных трехмерных явлений вязко-невязкого взаимодействия очень интересно и в теоретическом отношении. Настоящая работа посвящена численному моделированию ламинарных (стационарных и нестационарных автоколебательных) режимов обтекания различных по геометрии конфигураций затупленного тела

Куприянова Е.Г., Кальтман Т.И., Накаряков В.М., Колотков Д.Ю., Кузнецов А.А. «О микроволновом отклике на бегущую симметричную быструю магнитозвуковую волну» Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 65, № 4, с. 287-300 (2022)

Исследован наблюдаемный отклик микроволнового излучения на возмущение поперечно-неоднородного плазменного слоя, вытянутого вдоль однородного магнитного поля, бегущей вдоль него симметричной (sausage) быстрой магнитозвуковой волной. Двумерное моделирование проведено в рамках аналитического решения системы линеаризованных уравнений магнитогидродинамики. Источником гиросинхротронного излучения являются ускоренные электроны, заполняющие только часть слоя. Показано, что для гиросинхротронных источников с поперечным размером, существенно меньшим ширины слоя, для всех углов зрения происходит усиление микроволнового отклика на быструю магнитозвуковую волну: глубина модуляции излучения на порядок превышает исходную амплитуду волны, в то время как для гиросинхротронных источников с размером больше ширины слоя имеет место обратный эффект. Контраст глубины модуляции излучения узких и широких источников растёт с повышением разницы концентраций в слое и вне его. Найдено, что микроволновый отклик на быструю магнитозвуковую волну слоя является нелинейным, что при определённых сочетаниях параметров приводит к полному исчезновению периодического отклика или к удвоению его частоты.

Ипатов А.В., Рахимов И.А., Гренков С.А., Кольцов Н.Е. «Результаты мониторинга мазерного излучения ОН с частотой 1665 МГц в источниках W3, W49, W51 и W75 на радиотелескопе РТ-32 в обсерватории «Светлое»» Труды Института прикладной астрономии РАН № 60, с. 27-38 (2022)

Основной целью данной работы является выявление длительной переменности спектров космического мазерного радиоизлучения межзвездного гидроксила за период 2009–2020 гг. в источниках W3(OH), W49, W51 и W75 на частоте 1665.402 МГц в двух круговых поляризациях, наблюдения которых проводятся в рамках программы Ru-OH на радиотелескопе РТ-32 комплекса «Квазар-КВО» в обсерватории «Светлое» с 2006 г. Считается, что изменения космического мазерного излучения в долговременных масштабах может быть обусловлено вариациями внутренних свойств источников. По этой причине обобщенные данные о переменности отдельных компонент мазерных источников могут представлять интерес для астрофизиков при построении математических моделей космических мазеров и анализа физических условий в областях звездообразования. Методика наблюдений и обработки. Наблюдения мазеров гидроксила проводятся с использованием штатного приемного устройства радиотелескопа РТ-32 диапазона L, видеоконвертеров и БПФ-спектрометра. Регистрация спектров излучения источника сигнала выполняется по методу «On source–Off source» с калибровкой амплитуды потока по стабильному калибровочному источнику радиоизлучения в континууме. Зарегистрированные на заданном интервале времени (∼180–600 с) спектральные профили проходят тщательную визуальную отбраковку на предмет искажения помехами и/или аппаратурными эффектами и последующую статистическую обработку. В результате статистической обработки построены зависимости интенсивности радиоизлучения, которые позволяют выявить тренды к усилению или ослаблению компонент спектральных профилей радиоизлучения, а в отдельных случаях – выявить длительные усиления или ослабления этих компонент во время вспышечной активности источников мазерного излучения. Основные результаты. Проведенные на радиотелескопе РТ-32 в обсерватории «Светлое» регулярные спектральные наблюдения областей источников мазерного излучения OH в W3(OH), W49, W51 и W75 на частоте 1665 МГц позволили отследить и выявить переменность отдельных компонент их излучения на основе однородных данных.

Кондратьев М.С., Щербаков К.А., Самченко А.А., Дегтярева О.В., Терпугов Е.Л., Хечинашвили Н.Н., Комаров В.М. «Кремниевые аналоги L-аминокислот: свойства "кирпичиков" чужой биосферы» Биофизика, 67, № 2, с. 213-221 (2022)

DOI: 10.31857/S0006302922020016

Компанец И.Н. «Пионер лазерной эры К 100-летию со дня рождения академика Н.Г. Басова» Вестник Российской академии наук (РАН), 92, № 12, с. 1167-1177 (2022)

Статья посвящена жизни и деятельности выдающегося советского и российского учёного, одного из основоположников квантовой электроники, лауреата Нобелевской премии в области физики, академика АН СССР и РАН Николая Геннадиевича Басова (1922 –2001). Автор повествует об основных этапах его биографии, акцентируя внимание на главных научных достижениях: создании (совместно с А.М. Прохоровым) принципиально новых малошумящих квантовых генераторов и усилителей радиочастотного диапазона – мазеров, а позднее (совместно с коллегами из Физического института АН СССР им. П.Н. Лебедева) семейства лазеров – генераторов более коротковолнового (оптического) диапазона, выдвижении (совместно с О.Н. Крохиным) идеи осуществления лазерного термоядерного синтеза путём нагрева мишени излучением лазера до температуры, достаточной для протекания реакций синтеза. В статье уделяется внимание и успешной деятельности академика Басова как крупного организатора науки, много сделавшего для разработки и производства лазерной техники, которая нашла самое широкое применение не только в науке, но и в различных отраслях народного хозяйства, военном деле. Ключевые слова: Н.Г. Басов, квантовый генератор, мазер, лазер, лазерный термоядерный синтез, ФИАН им. П.Н. Лебедева АН СССР, нобелевские лауреаты. DOI: 10.31857/S0869587322120052

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., 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)

Белова В.Г., Комратов Д.В., Степанов В.А. «Расчетно-экспериментальные исследования образования сверхкритических синтетических струй на основе искрового разрядника» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 84-86 (2020)

Белова В.Г., Комратов Д.В., Кадочников И.Н., Кулешов П.С., Лобанова Д.И., Савельев А.М., Семенёв П.А., Степанов В.А., Титова Н.С., Токталиев П.Д. «Расчет электрофизических параметров струи двигательной установки десантного модуля "ЭкзоМарс-2020" для моделирования условий работы радиовысотомера при безопасной посадке на поверхность Марса» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 90-94 (2020)

Иванов Н.М., Кондаков Е.В., Милославский Ю.К. «Моделирование измерительной спектроскопии комплексной проводимости пьезоэлектрических элементов» Гидроакустика, № 51, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA51.pdf (2022)

Рассматривается моделирование цифрового метода измерения комплексной проводимости пьезоэлемента при его возбуждении широкополосным сигналом. Приводятся результаты численных расчётов. Ключевые слова: проводимость, импульсная характеристика, преобразование Фурье, сигнал с линейной частотной модуляцией

Кондратов А.В., Клименко Д.В., Тимушев С.Ф. «Моделирование акустико-вихревого поля нестационарного давления в центробежной машине с применением сплиттеров» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 171-175 (2022)

В последнее время все большее значение придается изучению проблем повышения надежности и ресурса центробежных насосов, которые являются основным источником шума в гидросистемах.

Кондратьев М.С., Щербаков К.А., Самченко А.А., Дегтярева О.В., Терпугов Е.Л., Хечинашвили Н.Н., Комаров В.М. «Кремниевые аналоги L-аминокислот: свойства "кирпичиков" чужой биосферы» Биофизика, 67, № 2, с. 213-221 (2022)

DOI: 10.31857/S0006302922020016

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.

Безгин Л.В., Копчёнов В.И., Старик А.М., Титова Н.С. «Численное исследование влияния коэффициента избытка воздуха на образование ПОХ и горение водородно-воздушной смеси в сверхзвуковом потоке в канале при раздельной подаче топлива и воздуха» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 161-166 (2020)

Безгин Л.В., Копчёнов В.И., Савельев А.М., Старик А.М., Титова Н.С. «Численное моделирование горения н-декана с добавками наночастиц алюминия в сверзвуковом потоке» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 181-187 (2020)

Безгин Л.В., Копчёнов В.И., Савельев А.М., Савельева В.А. «Численное исследование процесса горения струй диборана в спутном воздушном потоке с использованием разработанного детального кинетического механизма окисления диборана» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 187-191 (2020)

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.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Фараносов Г.А. «О роли различных механизмов в излучении звука турбулентной струей» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 25-30 (2022)

Проблема излучения шума турбулентными струями до сих пор не имеет общепринятого теоретического решения. Причиной этого является то, что в турбулентной струе лишь малая часть гидродинамических пульсаций является эффективным источником шума, и в настоящее время нет общепринятого ответа на вопрос о том, какая составляющая турбулентных пульсаций в струе несет ответственность за генерацию шума. Это, в первую очередь, отражает сам факт нерешенности фундаментальной проблемы турбулентности.

Копьев В.Ф., Остриков Н.Н., Яковец М.А., Башкатов В.В. «Проблемы применения численных методов для поиска оптимальных значений импеданса ЗПК с целью снижения шума самолетов на местности» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 180-184 (2022)

Наиболее эффективным способом снижения шума вентилятора авиадвигателя является облицовка его каналов звукопоглощающими конструкциями (ЗПК), параметры которых подбираются таким образом, чтобы обеспечить максимальное снижение шума на местности на различных режимах работы двигателя в течение взлетно-посадочного цикла полета самолета. В отличие от строительной акустики, в которой успех звукопоглощения звука на стенках помещений определяется за счет увеличения коэффициента звукопоглощения материалов облицовок, создание эффективных ЗПК для ТРДД является комплексной научной проблемой, включающей в себя: решение специфических волноводных прямых и обратных задач, включая дифракционную задачу излучения звука из открытого конца волновода, с целью определения оптимальных импедансных граничных условий, обеспечивающего наибольшее затухание звука в канале при заданных характеристиках источника звука (вентилятора) и геометрических параметров системы; разработку конструкций ЗПК, включая создание новых материалов для их заполнения, которые могут реализовать заданный оптимальный импеданс в широком диапазоне частот; разработку технологий изготовления ЗПК, позволяющих обеспечить многочисленные требования к конструкциям, размещаемым в ТРДД.

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.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «Анализ вторичного звукового излучения в акустической аналогии с оператором распространения, содержащим вихревые моды» Акустический журнал, 68, № 6, с. 647-669 (2022)

Анализируется метод акустической аналогии применительно к звуковому излучению турбулентной дозвуковой струи. Этот метод описания процесса аэродинамической генерации звука турбулентными потоками основан на использовании линейного оператора распространения со случайным источником в правой части. Главной проблемой при таком подходе является выбор эффективного способа разделения левой части уравнения, отвечающей за распространение звуковых волн, и правой нелинейной части, отвечающей за генерацию звука, так, чтобы результат расчета шума соответствовал экспериментальным данным и физическим представлениям о процессе генерации шума турбулентностью. Одной из нерешенных проблем описанного подхода, проявляющейся в большинстве акустических аналогий, является проблема так называемого сдвигового шума струи, связанного с возбуждением источниками вихревых возмущений сдвигового потока и дополнительным вкладом этих возмущений в звуковое излучение. До сих пор остается неясным, является ли сдвиговая компонента шума отражением реальных физических процессов или она связана с преобразованием уравнений и неточным моделированием источников в методе акустической аналогии. В настоящей работе в рамках сформулированной выше проблемы рассматривается акустическая аналогия, в которой в качестве оператора распространения используются линеаризованные уравнения Эйлера. При таком описании оператор распространения содержит вихревые моды, что приводит к появлению сдвиговой компоненты шума, которая возникает из-за накачки вихревых возмущений источниками в правой части. При моделировании звуковых источников используются гипотезы о квадрупольном характере излучения, изотропности источников звука, а также пространственной некоррелированности процесса рождения звуковых источников. Для валидации модели используются данные измерений звукового излучения струи по методу азимутальной декомпозиции. Проведенное в работе сравнение модели и эксперимента указывает на отсутствие сдвиговой компоненты в шуме струи. Это позволяет сделать вывод о том, что используемое в рассматриваемой акустической аналогии представление о накачке линейных вихревых возмущений среднего течения нелинейными турбулентными пульсациями не соответствует реальному механизму генерации шума турбулентной струей. Анализируются возможные причины выявленного несоответствия модели звукового излучения струи данным акустических измерений в части сдвиговой компоненты шума. Рассматриваются возможные способы решения этой проблемы, позволяющие эффективно разделять левую часть уравнения, отвечающую за распространение звуковых волн, и правую нелинейную часть, отвечающую за генерацию звука.

Корешев С.Н., Старовойтов С.О. «Голографический прицел с одномерной телескопической оптической системой» Оптический журнал, 89, № 1, с. 47-53 (2022)

DOI:10.17586/1023-5086-2022-89-01-47-53 Предложена схема голографического коллиматорного прицела с одномерной телескопической оптической системой. В основу схемы положено использование в оптической системе прицела одномерной телескопической оптической системы, образуемой ахроматизирующей дифракционной решеткой и голограммой, формирующей изображение прицельной марки. Установлено, что непараллельно располагаемые плоская дифракционная решетка и голограмма могут выполнять функции одномерной телескопической системы. Такая система позволяет скомпенсировать различную расходимость излучения в главных сечениях входящего в состав прицела лазерного диода и уменьшить в одном из его главных сечений апертуру формируемого в прицеле параллельного пучка лучей, используемого для восстановления голограммы. Вместе с тем, такое взаимное расположение решетки и голограммы приводит к ограниченности спектрального диапазона, в пределах которого обеспечивается компенсация температурного дрейфа положения линии визирования. Представлены выражения, позволяющие определить соотношения пространственной частоты решетки с несущей пространственной частотой голограммы, позволяющие минимизировать температурный дрейф линии визирования. Приведены геометрические параметры схемы прицела, обеспечивающие при его минимальных габаритах остаточный температурный дрейф линии визирования, не превышающий угловое разрешение глаза. Рассмотрены технологические аспекты изготовления дифракционных оптических элементов прицела. Предложенная в настоящей работе схема голографического коллиматорного прицела сочетает в себе основное достоинство схемы прицела световодного типа, а именно малое, составляющее 0,8 долю высоты апертуры голограммы, расстояние от основания прицела до линии визирования с относительной простотой сборки и юстировки элементов оптической схемы прицела, характерной для прицела с вогнутой дифракционной решеткой.

Милешин В.И., Марков С.А., Коржнев В.Н., Халецкий Ю.Д. «Экспериментальное исследование воздействия надроторных устройств щелевого типа для улучшения аэродинамических и акустических характеристик перспективных вентиляторов» Авиационные двигатели, № 1, с. 17-28 (2021)

Целью работы являлась оптимизация конфигурации надроторного устройства (НРУ) для одновременного повышения КПД, газодинамической устойчивости вентилятора и использования НРУ в качестве глушителя шума реактивного типа. Спроектированы и экспериментально исследованы три варианта НРУ щелевого типа применительно к модели однорядного вентилятора С179-2 для двухконтурного двигателя. В аэродинамических и акустических испытаниях исследовано влияние количества рядов НРУ, геометрии щелей, их взаимного расположения и высоты кольцевой полости НРУ на основные характеристики модели вентилятора С179-2. Все исследованные НРУ существенно (на 8–16%) повышают запас газодинамической устойчивости вентилятора на средних и высоких режимах, определяемых приведенной частотой вращения (75–100%), повышение КПД составило 1–2%. Анализ узкополосных спектров шума и диаграмм направленности показал, что применение НРУ данного типа существенно улучшает акустические характеристики вентилятора. Суммарно по трем сертификационным режимам снижение звуковой мощности модели вентилятора С179-2 составило 3 дБ. Ключевые слова: надроторное устройство, акустические характеристики, снижение уровня шума, аэродинамические характеристики, коэффициент полезного действия, газодинамическая устойчивость, перспективный вентилятор, вентилятор двухконтурного двигателя, турбореактивный двухконтурный двигатель

Синер А.А., Пальчиковский В.В., Храмцов И.В., Корин И.А., Сорокин Е.В., Старцев А.А. «Об учете переменного импеданса при расчете распространения звука в прямоугольном канале» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 241 (2022)

При распространении звука в каналах авиационного двигателя со звукопоглощающими стенками имеет место существенное изменение уровня звука по длине канала. При этом, величина акустического импеданса, задаваемого в качестве граничного условия на стенке канала, существенно зависит от уровня звукового давления в падающей волне. Таким образом, для выполнения правильного расчета затухания звука в каналах двигателя необходимо учитывать изменение импеданса по длине канала, вызванное изменением уровня звукового давления в волне. В работе рассматривается вопрос о расчетной оценке изменений импеданса ЗПК при изменении уровня звукового давления. Значения импеданса определяются из нестационарного расчета течения газа в одиночном резонаторе, установленном в боковой стенке прямоугольного канала. Для расчета течения используются нестационарные уравнения движения вязкого теплопроводного газа. Расчет проводится в коммерческом газодинамическом пакете для случая без касательного потока вдоль стенок канала. Полученные зависимости используются для задания граничных условий при расчете распространения звука в прямоугольном канале с импедансной стенкой с помощью уравнений Эйлера в частотной области. Расчеты распространения звука выполняются итерационно, граничные условия на поглощающей стенке уточняются по уровням звукового давления, полученным на предыдущей итерации. Итоговые результаты расчетов сравниваются с результатами эксперимента. По результатам работы формулируются методические рекомендации по выполнению расчетов с переменным импедансом на стенках канала.

Шанин А.В., Assier R.C., Корольков А.И. «Дифракция на четвертьплоскости. Получение асимптотических оценок многомерных интегралов Фурье» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 248-249 (2022)

Предлагаемые методы ранее применялись авторами к задаче о распространения звука вдоль тонкого льда. Рассматривается задача о дифракции плоской волны на идеальной четвертьплоскости. Особенности спектральной функции для этой задачи описаны в работе R.C. Assier, A.V. Shanin. Diffraction by a quarter –plane. Analytical continuation of spectral functions. Quart. Journ. Math. Appl. Mech, 72:51 –85, 2019. Математические основы метода описаны в R.C. Assier, A.V. Shanin, A.I. Korolkov. A contribution to the mathematical theory of diffraction. Part I: A note on double Fourier integrals. arXiv:2204.02729. Получены основные вклады в волновое поле. Эти вклады сравниваются с тем, что дает ГТД (геометрическая теория дифракции), а также более тонкие методы. Описывается способ описывать деформации поверхности интегрирования. Обходы сингулярностей поверхностью демонстрируются графически с помощью “мостиков”, которые обладают нетривиальными свойствами и позволяют изображать топологически реализуемые поверхности.

Корольков А.И., Шанин А.В. «Учет термовязких граничных условий в вычислительных задачах акустики» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 185-186 (2022)

Коротин П.И., Потапов О.А., Фикс Г.Е., Фикс И.Ш., Почкин Я.С., Халецкий Ю.Д. «Активное подавление шума в модели входного канала вентилятора ТРДД» Авиационные двигатели, № 2, с. 7-16 (2021)

Исследованы вопросы активного подавления акустического излучения вентилятора применительно к проблеме снижения шума авиационных двигателей. Приведены результаты экспериментального исследования гашения квазимонохроматического излучения во входном канале модели вентилятора авиационного двигателя. Получено, что в диапазоне частот 400–1600 Гц уровни излучения квазимонохроматических акустических сигналов в переднюю полусферу подавляются на 14–21 дБ. Ключевые слова: активное гашение шума, активное подавление звука, компенсация акустических колебаний, шум вентилятора ТРДД, звук в цилиндрических трубах, акустическая мода

Ткаченко Р.В., Корчагин В.И., Жмайлов Б.Б. «Гравитационная неустойчивость газопылевых околоядерных дисков близких галактик» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 9, № 3, с. 561-571 (2022)

С помощью двумерного многокомпонентного гидродинамического моделирования мы изучаем влияние пыли на развитие неустойчивости в газопылевых минидисках, наблюдаемых в центральных областях галактик, в частности в галактике NGC 4736. Пыль, связанная с газом гравитационно и посредством силы трения, зависящей от разности скоростей между двумя компонентами, приводит к неустойчивости минидиска, находящегося во внешнем потенциале галактики. В модели оказывается возможным объяснить развитие неустойчивости и появление спиральных структур, наблюдаемых в дисках. Возникающие спиральные структуры оказываются многорукавными, что связано с доминированием Фурье-амплитуд высоких порядков. Неустойчивость газопылевых околоядерных дисков является важным механизмом для объяснения активности галактических ядер, связанной с аккрецией вещества на центральную черную дыру. Моделирование показало, что добавление пыли к газовой компоненте с отношением пыли к газу в 10-20 % способно существенно дестабилизировать газопылевой диск, в результате чего уже через 50-100 млн лет наступает стадия насыщения.

Косоногова А.В., Пятунин К.Р., Ханталин Д.С. «Анализ влияния формы смесителя на акустические характеристики выходного устройства двигателя для регионального самолета средствами вычислительного эксперимента» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 279-280 (2022)

При разработке новых модификаций турбореактивных двигателей для региональной авиации, которые создавались и проходили сертификацию в начале двухтысячных годов весьма актуальной становится задача обеспечения более жестких требований по уровню шума, установленными в главе 14 стандарта ICAO при максимальном уровне унификации конструкции двигателя с прототипом. Особенную актуальность этот вопрос приобретает если двигатель имеет невысокую степень двухконтурности и смешение потоков, т.к. в таких двигателях резервы по снижению шума с помощью модернизации системы шумоглушения минимальны, а одним из основных источников шума является реактивная струя. Численное моделирование шума, генерируемого при истечении реактивной струи рассматривалось множеством авторов, однако большинство работ содержат результаты моделирования модельных сопел, а значительная часть работ по полноразмерным выходным устройствам авиационных двигателей относится к соплам с раздельным истечением. В работе представлены результаты численного моделирования генерации и распространения шума при истечении реактивной струи из полноразмерного сопла турбореактивного двигателя со смешением потоков. Моделирование выполнено для двух конфигураций смесителя и проанализировано его влияние на акустические характеристики выходного устройства.

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)

Кобцев В.Д., Кострица С.А., Смирнов В.В., Титова Н.С., Торохов С.А. «Экспериментальные исследования воспламенения водорода и метана в проточном реакторе при воздействии электрического разряда» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 205-211 (2020)

Косушкин К.Г., Крицкий Б.С., Миргазов Р.М.. «Моделирование обтекания винтов мультикоптеров» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 187-191 (2022)

Для мультикоптеров – беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) характерно большое количество несущих винтов от четырёх, которые могут занимать сложные пространственные положения и, соответственно, оказывать сильное индуктивное влияние друг на друга, особенно при больших поступательных скоростях полёта. Учёт взаимовлияния необходимо учитывать при оценке аэродинамических и акустических характеристик, при разработке систем автоматического управления БПЛА. Здесь приводятся результаты расчётного исследования аэродинамических характеристик несущих систем беспилотных мультикоптеров различных компоновок, выявление особенностей обтекания винтов, оценка взаимовлияния винтов друг на друга. Рассматривались комбинации из четырех, восьми (четыре соосных) и четырнадцати двухлопастных винтов.

Котов В.М., Аверин С.В., Карачевцева М.В., Яременко Н.Г. «Акустооптический фильтр пространственных частот, оперирующий в промежуточной области акустооптического взаимодействия» Оптический журнал, 89, № 1, с. 54-62 (2022)

Исследованы характеристики акустооптического фильтра пространственных частот, предназначенного для обработки двумерных изображений и работающего в промежуточной области акустооптической дифракции. Достоинством таких фильтров по сравнению с фильтрами, работающими в брэгговском режиме, является возможность работы на значительно более низких частотах звука, что позволяет увеличить полосу пропускания пространственных частот и уменьшить предельное разрешение. Получены передаточные функции дифракционных порядков. Показано, что использование первого дифракционного порядка позволяет выделять двумерный контур изображения. Экспериментально продемонстрировано выделение контура изображения, переносимого оптическим излучением на длине волны излучения 0,63·10^–4 см с использованием акустооптического пространственного фильтра из ТеО₂, работающего на частоте 15 МГц.

Котяшов Е.В., Чернявский В.А., Хлебников С.Г. «Методика обоснования баллистического построения орбитальной системы космических аппаратов мониторинга гравитационного поля Земли» Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 1-2(163-164), с. 1-11 (2022)

Целесообразность создания перспективной глобальной системы мониторинга геодезических параметров Земли (ГСМГПЗ) обусловливается как необходимостью устранения имеющихся недостатков, в том числе в системах координат, их перевода в ближайшие годы на новые точностные характеристики, в несколько раз превышающие достигнутый уровень, так и необходимостью обеспечения в геодезическом отношении целого ряда новых перспективных направлений использования системы ГЛОНАСС. В настоящей статье для решения задач мониторинга её гравитационного поля, предлагается методика обоснования баллистического построения орбитальной системы космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, учитывающая особенности функционирования бортовой измерительной аппаратуры разных типов и возможности по передаче измерительной информации на наземные пункты.

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)

Егорян А.Д., Крайко А.А., Пьянков К.С. «Разработка модели перспективного КВД на основе методики оптимального профилирования многоступенчатых лопаточных машин» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 77-80 (2020)

Крайко А.Н., Егорян А.Д. «Сравнение прямоточных воздушно-реактивных двигателей с медленным и детонационным горением» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 60-64 (2020)

Крайко А.Н., Мельникова О.М., Пьянков К.С. «Линейный и нелинейные подходы и цифровая обработка сигналов в вычислительной аэроакустике» Теоретическая и прикладная газовая динамика. Труды ЦИАМ № 1341. Т. 1, с. 439-452 (2010). 488 с.

Выполнено сравнение линейного и нелинейного подходов к расчету распространения и эволюции малых акустических возмущений в неоднородных потоках. В общепринятом линейном подходе численно интегрируются линеаризованные уравнения нестационарного течения идеального (невязкого и нетеплопроводного) или вязкого газа. При нелинейном подходе интегрируются исходные нелинейные уравнения того же нестационарного течения (для идеального газа – уравнения Эйлера), которые и при линейном подходе вместе с процедурой установления используются для расчета стационарного фона. Показано, что применение широко используемой в акустических экспериментах цифровой обработки сигналов позволяет из результатов интегрирования нелинейных уравнений выделять гармонические акустические волны, интенсивность которых меньше интенсивности шума, обусловленного погрешностями счета, в том числе, плохим установлением стационарного фона.

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)

Ефремов Н.Л., Крайко А.Н., Пьянков К.С., Тилляева Н.И., Яковлев Е.А. «Ударно-волновые структуры перед вентиляторной решеткой, неоднородной из-за разброса углов установки лопаток» Теоретическая и прикладная газовая динамика. Труды ЦИАМ № 1341. Т. 1, с. 365-389 (2010). 488 с.

Изучаются ударно-волновые структуры (УВС) из ударных волн и волн разрежения между ними, возникающие при обтекании неоднородных вентиляторных решеток сверхзвуковым потоком с дозвуковой нормальной к их фронту («осевой») компонентой скорости. Неоднородность решеток обусловлена разбросом углов установки идентичных острых или затупленных лопаток. Следствия этого – возникновение комбинационного шума с частотами, меньшими основной частоты однородной решетки, и более медленное нелинейное затухание УВС. Для описания эволюции УВС применяются быстрое «приближение нелинейной акустики» и численные алгоритмы интегрирования уравнений Эйлера на перекрывающихся (для расчета обтекания затупленных кромок) и на адаптированных к УВС сетках. Применение анализа Фурье дает спектр звуковых полей. Использование для уменьшения шума сверхзвукового вентилятора лопаток с прямолинейными начальными участками «спинок» дает эффект лишь при малом (менее 0,25° ) разбросе углов их установки. Перед неоднородными решетками из затупленных лопаток УВС затухают быстрее, чем перед неоднородными решетками из заостренных лопаток. Для однородных решеток влияние затупления лопаток незначительно.

Кранц В.З., Островский Д.Б. «Об использовании кардиоидных диаграмм направленности для пеленгования гидроакустических сигналов» Гидроакустика, № 51, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA51.pdf (2022)

Рассмотрены вопросы формирования статического веера пространственных каналов (ПК) пеленгатора гидроакустических сигналов, в котором диаметр многоэлементной приемной антенны не превышает половины длины волны принимаемого сигнала. В каждом ПК формируется диаграмма направленности путем построения «обратной кардиоиды». Рассмотрены алгоритм и схема формирования «обратной кардиоиды». Предложен ряд различных расположений приемников. Ключевые слова: пеленгатор, кардиоида, веер пространственных каналов

Пономарева Е.Н., Соловьев А.Н., Матросов А.А., Чебаненко В.А., Нижник Д.А., Егорова А.А., Красильникова А.А. «Математическое моделирование акустического поля для воздействия на репродуктивные клетки рыб в криозащитном растворе при эквилибрации» Биофизика, 67, № 4, с. 689-699 (2022)

DOI: 10.31857/S000630292204007X

Краснов М.М., Феодоритова О.Б. «Использование методов и библиотеки функционального программирования для решения численных задач на графических ускорителях с технологией CUDA» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 192-196 (2022)

Современные графические ускорители (GPU) позволяют существенно ускорить выполнение численных задач. Однако перенос программ на графические ускорители является непростой задачей. Иногда перенос программ на такие ускорители осуществляется путём практически полного их переписывания (например, при использовании технологии OpenCL). При этом возникает непростая задача поддержки двух независимых исходных кодов. Однако, графические ускорители CUDA, благодаря разработанной компанией NVIDIA технологии, позволяют иметь единый исходный код как для обычных процессоров (CPU), так и для CUDA. Машинный код, генерируемый при компиляции этого единого текста, зависит от того, каким компилятором он компилируется (обычным, таким, как gcc, icc и msvc, или компилятором для CUDA, nvcc). Однако, в этом едином исходном коде нужно каким-то образом указать компилятору, какие части этого кода нужно распараллеливать на общей памяти. Для CPU это обычно делается с помощью OpenMP и специальных прагм компилятору. Для CUDA распараллеливание делается совершенно по-другому. Применение разработанной авторами библиотеки функционального программирования позволяет скрыть использование того или иного механизма распараллеливания на общей памяти внутри библиотеки и сделать пользовательский исходный код полностью независимым от используемого вычислительного устройства (CPU или CUDA). В статье показывается, как это можно сделать. В частности, при реализации этого подхода активно использовалось метапрограммирование шаблонов языка C++, в том числе шаблоны выражений, основанные на идиоме языка C++ CRTP. Предлагаемый авторами подход применен для переноса на графические ускорители программного кода MCFL для численного моделирования течения вязкого теплопроводного многокомпонентного газа, взаимодействующего с твердым телом

Жданок С.А., Ланин В.Л., Емельянов В.А., Крауклис А.В. «Повышение прочности паяных соединений введением углеродных нанотрубок в паяльные пасты» Инженерно-физический журнал, 95, № 6, с. 1465-1470 (2022)

Достигнуто повышение прочности паяных соединений, полученных оплавлением паяльных паст на основе бессвинцовых припоев, путем введения в их состав углеродных нанотрубок с использованием ультразвуковых колебаний. Исследовано влияние содержания углеродных нанотрубок в пасте на механические свойства паяных соединений и паяемость покрытий электронных компонентов Ключевые слова: паяльные пасты, углеродные нанотрубки, прочность соединений, ультразвуковые колебания

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К., Семенёв П.А. «Результаты исследования шумообразования в турбулентных струях и данные теории Лайтхилла» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 31-37 (2020)

Крашенинников С.Ю., Бендерский Л.А., Миронов А.К., Польняков Н.А., Семенёв П.А. «Взаимодействие турбулентной струи с окружающей средой, процессы смешения и шумообразования» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 31-32 (2022)

Проведены исследования общих свойств турбулентных течений, относящихся к фундаментальным характеристикам процессов турбулентного смешения и шумообразования в турбулентных струях. Обоснованы новые представления о процессах турбулентного смешения, и динамических процессов, сопровождающих взаимодействие турбулентной струи с окружающей средой. Проведено комплексное исследование нестационарных параметров течения в турбулентных струях и индуцированных ими течений во внешней среде. Комплексность исследования выражалась в соединении численного моделирования рассматриваемых нестационарных течений и процессов, сопровождающих распространение струй, и экспериментов по определению соответствующих характеристик струйных течений. При вычислительном моделировании использовалась LES технология, Фурье-анализ, при измерениях – термоанемометры и пневмометрия с широким частотным диапазоном. Внешнее течение, создаваемое воздействием струи на окружающую среду, индуцируется разрежением, возникающем в струе. Этот основной вывод, который сделан в работе и подтвержден, как результатами вычислительного моделирования на основании решения уравнений Навье–Стокса в нестационарной постановке, так и на основании измерений нестационарных и осредненных характеристик течения. Специально проведенные измерения «мгновенных» распределений статического давления подтверждают эти результаты. Полученные данные позволяют также обосновать новые представления о процессе шумообразования в турбулентных струях. В результате проведенных исследований получены результаты, которые меняют имеющиеся представления о свойствах процессов турбулентного смешения и шумообразования в турбулентных струях. Полученные данные демонстрируют несправедливость аналогий процессов турбулентного и нетурбулентного смешения и подтверждают вывод о шумообразовании как следствии динамического воздействия струи на окружающую среду.

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К. «Анализ механизма излучения звука турбулентной струей на основе акустических и термоанемометрических измерений» Теоретическая и прикладная газовая динамика. Труды ЦИАМ № 1341. Т. 1, с. 453-481 (2010). 488 с.

На основании измерений акустического излучения свободной турбулентной струи микрофонной системой, с помощью которой определяется положение источников звука для заданной частоты, и термоанемометрических измерений скорости движения вихрей заданного размера в слое смешения, предложена модель порождения шума в слое смешения струи. Показано, что возникновение акустических волн может быть объяснено, исходя из наличия в струе перемежаемости турбулентности, нестационарного движения области занятой «турбулентной жидкостью». Вследствие этого возникает нестационарное движение воздуха, эжектируемого струей, создающее акустические волны.

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.

Косушкин К.Г., Крицкий Б.С., Миргазов Р.М.. «Моделирование обтекания винтов мультикоптеров» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 187-191 (2022)

Для мультикоптеров – беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) характерно большое количество несущих винтов от четырёх, которые могут занимать сложные пространственные положения и, соответственно, оказывать сильное индуктивное влияние друг на друга, особенно при больших поступательных скоростях полёта. Учёт взаимовлияния необходимо учитывать при оценке аэродинамических и акустических характеристик, при разработке систем автоматического управления БПЛА. Здесь приводятся результаты расчётного исследования аэродинамических характеристик несущих систем беспилотных мультикоптеров различных компоновок, выявление особенностей обтекания винтов, оценка взаимовлияния винтов друг на друга. Рассматривались комбинации из четырех, восьми (четыре соосных) и четырнадцати двухлопастных винтов.

Кудашев Е.Б., Яблоник Л.Р. «Модели и методы скалярной волновой фильтрации полей пристеночных турбулентных пульсаций давления» Акустический журнал, 68, № 6, с. 670-678 (2022)

Введено понятие скалярного частотно-волнового спектра турбулентных пристеночных давлений и исследованы его основные особенности. Скалярный частотно-волновой спектр, представляющий суммарную энергию всех волновых компонент поля турбулентных давлений с заданным модулем волнового вектора, содержит в концентрированном виде информацию, требуемую при решении многих задач аэрогидродинамической акустики. Показано, что контурные фильтры позволяют проводить оценки частотно-волнового спектра в области малых волновых чисел. Несмотря на трудность практической реализации скалярной волновой фильтрации полей пристеночных турбулентных пульсаций давления в настоящее время построение контурных фильтров представляется перспективным направлением исследований. Предложенные методы и полученные в работе результаты показывают, что широкополосная скалярная волновая фильтрация поля турбулентных пристеночных давлений может осуществляться на базе использования конечноразмерных приближений “идеального” скалярного волнового фильтра с единичной волновой чувствительностью в заданном диапазоне волновых чисел и нулевой чувствительностью вне этого диапазона.

Кудрявцев А.Н., Хотяновский Д.В. «Численное моделирование развития неустойчивостей в сверхзвуковых струях прямоугольного сечения» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 197-199 (2022)

На основе модели Навье–Стокса–Фурье для сжимаемого совершенного газа проводится вихреразрешающее численное моделирование развития неустойчивостей в сверхзвуковых струях, истекающих из прямоугольных сопел. Представлены результаты моделирования для изобарической струи одноатомного газа (аргон), истекающей в спутный внешний поток из сопла квадратного сечения.

Бобков В.Г., Жданова Н.С., Козубская Т.К., Кудрявцева Л.Н., Цветкова В.О. «Моделирование обтекания винта квадрокоптера с использованием метода погруженных границ и динамической адаптации сетки» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 91-92 (2022)

Обсуждаются результаты расчета задачи обтекания вращающегося винта, а также ряда вспомогательных задач, рассмотренных в целях верификации разработанной методики и исследования влияния различных факторов. Моделирование проводится на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса для вязкого сжимаемого газа. В качестве замыкания этой системы используется модель турбулентности Спаларта-Аллмараса.

Куприянова Е.Г., Кальтман Т.И., Накаряков В.М., Колотков Д.Ю., Кузнецов А.А. «О микроволновом отклике на бегущую симметричную быструю магнитозвуковую волну» Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 65, № 4, с. 287-300 (2022)

Исследован наблюдаемный отклик микроволнового излучения на возмущение поперечно-неоднородного плазменного слоя, вытянутого вдоль однородного магнитного поля, бегущей вдоль него симметричной (sausage) быстрой магнитозвуковой волной. Двумерное моделирование проведено в рамках аналитического решения системы линеаризованных уравнений магнитогидродинамики. Источником гиросинхротронного излучения являются ускоренные электроны, заполняющие только часть слоя. Показано, что для гиросинхротронных источников с поперечным размером, существенно меньшим ширины слоя, для всех углов зрения происходит усиление микроволнового отклика на быструю магнитозвуковую волну: глубина модуляции излучения на порядок превышает исходную амплитуду волны, в то время как для гиросинхротронных источников с размером больше ширины слоя имеет место обратный эффект. Контраст глубины модуляции излучения узких и широких источников растёт с повышением разницы концентраций в слое и вне его. Найдено, что микроволновый отклик на быструю магнитозвуковую волну слоя является нелинейным, что при определённых сочетаниях параметров приводит к полному исчезновению периодического отклика или к удвоению его частоты.

Белова В.Г., Комратов Д.В., Кадочников И.Н., Кулешов П.С., Лобанова Д.И., Савельев А.М., Семенёв П.А., Степанов В.А., Титова Н.С., Токталиев П.Д. «Расчет электрофизических параметров струи двигательной установки десантного модуля "ЭкзоМарс-2020" для моделирования условий работы радиовысотомера при безопасной посадке на поверхность Марса» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 90-94 (2020)

Кулешов П.С., Старик А.М., Титова Н.С., Торохов С.А. «Редуцированные кинетические механизмы окисления метана и н-декана» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 145-153 (2020)

Козлов В.Е., Кулешов П.С., Старик А.М., Титова Н.С., Торохов С.А. «Особенности окисления углеводородных топлив с добавками водорода и влияние добавки водорода на горение и образование экологически опасных компонентов в камерах сгорания с гомогенным режимом горения» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 153-161 (2020)

Кулешов П.С., Старик А.М., Савельев А.М., Титова Н.С. «О кинетике окисления алюминия в различных окислительных средах и механизме нуклеации оксида алюминия» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 174-181 (2020)

Кожеватов И.Е., Руденчик Е.А., Силин Д.Е., Стукачев С.Е., Куликова Е.Х. «Оптический спектрограф для спектромагнитографа космического базирования «Тахомаг-МКС»» Оптический журнал, 89, № 7, с. 59-71 (2022)

Предмет исследования. оптический спектрограф, разработанный для солнечного спектромагнитографа космического базирования «Тахомаг-МКС». Статья является второй из серии статей, посвященных разработке этого прибора, планируемого к размещению на российском сегменте Международной космической станции. В первой из статей серии, опубликованной в этом же журнале, представлено описание солнечного оптического телескопа, являющегося составной частью прибора. Цель работы заключалась в разработке оптического спектрографа для спектромагнитографа «Тахомаг-МКС», который бы обладал необходимыми характеристиками для измерения эффекта Зеемана в выбранных спектральных линиях при значениях магнитных полей, характерных для солнечной фотосферы. Метод. Схема спектрографа «Тахомаг-МКС» является классическим вариантом линзовой внеосевой схемы спектрографа Литтрова. В качестве рабочих спектральных линий были выбраны FeI 6301,5 Å и FeI 6302,5 Å. Использование линзового варианта схемы спектрографа позволило выполнить требования по ограничениям на его габариты без применения оптических элементов с асферической формой поверхности. Основные результаты. Показано, что, несмотря на жесткие ограничения по массе и габаритам, связанные с условиями эксплуатации, спектрограф обеспечивает построение практически безаберрационных изображений (параметр Марешаля лучше l/20) спектра солнечной фотосферы с угловым разрешением 0,35І по критерию Рэлея, соответствующим угловому разрешению солнечного оптического телескопа спектромагнитографа «Тахомаг-МКС», со спектральным диапазоном 2,52 Å и спектральным разрешением около 30 м∼0A. Это меньше, чем ширина используемых спектральных линий, которая составляет от 42,4 м Å в сильных пятнах до 49,1 м Å в спокойной фотосфере и обусловлена хаотическими движениями атомов вдоль луча зрения и неразрешаемой структурой микротурбулентных скоростей. Практическая значимость. Разработка спектромагнитографа «Тахомаг-МКС» поможет в решении актуальных задач физики Солнца и физики плазмы и создаст задел для подготовки к более сложным миссиям, связанным с исследованиями Солнца с близких расстояний.

Купер К.Э., Дробчик А.Н., Дучков А.А., Дугаров Г.А., Шарафутдинов М.Р. «Исследование структуры газогидратных отложений методами рентгеновской томографии и акустического зондирования» Инженерно-физический журнал, 95, № 7, с. 1815-1820 (2022)

В рамках программы по развитию неразрушающих методов изучения свойств гетерогенных материалов были проведены исследования по сопоставлению данных о структуре газогидратных отложений ксенона, полученные методом рентгеновской микротомографии со скоростью распространения в них акустических волн. Газогидрат ксенона генерировался в водопесчаной среде при температуре +3°С и давлении 1 МПа в специально созданной для этих исследований экспериментальной ячейке. Полученные трехмерные рентгеновские изображения структуры с пространственным разрешением порядка 3 мкм позволяли хорошо выделять газогидрат ксенона на фоне водопесчаной среды. Результаты исследований показали, что гидрат формируется путем обволакивания гранул песка, неравномерно распределяясь в теле экспериментальной ячейки. Данные, полученные акустическим зондированием, хорошо согласуются с данными о микроструктуре. Наблюдается характерное увеличение скоростей продольных волн c 1.048 км/с до 1.564 км/с, обусловленное цементацией песка гидратом ксенона. Ключевые слова: газовые гидраты, рентгеновская томография, синхротронное излучение, акустические свойства гидратосодержащих сред

Куприянова Е.Г., Кальтман Т.И., Накаряков В.М., Колотков Д.Ю., Кузнецов А.А. «О микроволновом отклике на бегущую симметричную быструю магнитозвуковую волну» Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 65, № 4, с. 287-300 (2022)

Исследован наблюдаемный отклик микроволнового излучения на возмущение поперечно-неоднородного плазменного слоя, вытянутого вдоль однородного магнитного поля, бегущей вдоль него симметричной (sausage) быстрой магнитозвуковой волной. Двумерное моделирование проведено в рамках аналитического решения системы линеаризованных уравнений магнитогидродинамики. Источником гиросинхротронного излучения являются ускоренные электроны, заполняющие только часть слоя. Показано, что для гиросинхротронных источников с поперечным размером, существенно меньшим ширины слоя, для всех углов зрения происходит усиление микроволнового отклика на быструю магнитозвуковую волну: глубина модуляции излучения на порядок превышает исходную амплитуду волны, в то время как для гиросинхротронных источников с размером больше ширины слоя имеет место обратный эффект. Контраст глубины модуляции излучения узких и широких источников растёт с повышением разницы концентраций в слое и вне его. Найдено, что микроволновый отклик на быструю магнитозвуковую волну слоя является нелинейным, что при определённых сочетаниях параметров приводит к полному исчезновению периодического отклика или к удвоению его частоты.

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.

Суворкин В.В., Гаязов И.С., Курдубов С.Л. «Обработка ГНСС-наблюдений в ИПА РАН» Труды Института прикладной астрономии РАН № 61, с. 28–37 (2022)

Регулярное определение параметров вращения Земли из обработки наблюдений, получаемых с использованием различных методов космической геодезии, является одной из основных задач, решаемых в ИПА РАН в режиме службы. Обработка наблюдений спутников GPS в рамках службы ПВЗ была начата в 2000 г. с использованием разработанного в Институте программного пакета, главная особенность которого заключалась в формировании тройных разностей фазовых измерений. Применение этого подхода позволяло эффективно использовать пакет для определения минимально необходимого набора параметров (ПВЗ, параметров орбит спутников и тропосферы), располагая достаточно скромными вычислительными ресурсами. Однако применяемая методика формирования тройных разностей, закономерно приводящая к значительному возрастанию дисперсии таких измерений, ограничивала дальнейшее повышение точности результатов, несмотря на привлечение наблюдений большего числа станций и на улучшение используемых моделей. Поэтому в 2011 г. была начата разработка новой версии программного пакета, основанной на схеме обработки измерений без формирования их разностей. Такая схема обработки наблюдений позволяет определять наиболее полный набор параметров: ПВЗ, являющиеся основным продуктом в рамках службы, параметры орбит спутников, параметры тропосферной задержки сигнала и поправки часов станций и спутников. В статье представлены основные характеристики нового программного пакета, используемого в службе ПВЗ c 2014 г. Дан краткий обзор используемых моделей, которые в основном соответствуют рекомендациям IERS. Приведены особенности алгоритма предварительной обработки и фильтрации измерений, схемы параметризации, формирования и решения системы нормальных уравнений с использованием двухгруппового метода наименьших квадратов, а также особенности реализации временной шкалы. С использованием разработанного пакета в рамках службы ПВЗ ежедневно обрабатываются наблюдения GPS- и ГЛОНАСС-спутников на станциях глобальной сети. В статье кратко описаны режимы обработки наблюдений и приведены оценки характеристик основных результатов. Сравнение результатов с данными международных служб показывает высокую точность получаемых ПВЗ, орбит спутников, параметров тропосферы и поправок часов.

Кокоулина М.В., Куркина О.Е., Рувинская Е.А., Куркин А.А. «Гидрологические условия и эпизоды наблюдений внутренних волн в Балтийском море в сентябре 2019 г.» Экологические системы и приборы, № 10, с. 78-90 (2022)

Проанализированы гидрологические условия в центральной Балтике в сентябре 2019 г. по данным экспедиционных исследований. На основе этих данных проведены расчеты теоретических бароклинных вертикальных мод, построены дисперсионные зависимости внутренних гравитационных волн, оценены их фазовые и групповые скорости, определены характеристики внутренних волновых пучков. Показано, что измеренные на двух горизонтах, соответствующих положениям резких скачков плотности, временные ряды колебаний физических полей (температуры, солености, давления), обусловленных распространяющимися внутренними волнами с амплитудами смещений изолиний плотности морской воды до 6–8 м на верхнем пикноклине, имеют существенную взаимную корреляцию. Ключевые слова: стратификация морской воды, внутренние волны, натурные данные, дисперсионные зависимости, вертикальные моды, Балтийское море.

Талипова Т.Г., Рувинская Е.А., Куркина О.Е., Пелиновский Е.Н. «Нелинейная трансформация короткопериодных волн в стратифицированном море» Экологические системы и приборы, № 10, с. 67-77 (2022)

Изучено образование короткопериодных внутренних волн из длинной одиночной волны большой амплитуды в рамках уравнения Гарднера. Проанализирована эволюция волн малой массы и энергии. Исследованы сценарии генерации солитонов и бризеров из начального импульса большой массы и энергии. Полученные решения полезны для понимания механизмов образовании мелкомасштабной турбулентности в океане. Ключевые слова: внутренние волны, уравнение Гарднера, бризеры, солитоны.

Кокоулина М.В., Куркина О.Е., Рувинская Е.А., Куркин А.А. «Гидрологические условия и эпизоды наблюдений внутренних волн в Балтийском море в сентябре 2019 г.» Экологические системы и приборы, № 10, с. 78-90 (2022)

Проанализированы гидрологические условия в центральной Балтике в сентябре 2019 г. по данным экспедиционных исследований. На основе этих данных проведены расчеты теоретических бароклинных вертикальных мод, построены дисперсионные зависимости внутренних гравитационных волн, оценены их фазовые и групповые скорости, определены характеристики внутренних волновых пучков. Показано, что измеренные на двух горизонтах, соответствующих положениям резких скачков плотности, временные ряды колебаний физических полей (температуры, солености, давления), обусловленных распространяющимися внутренними волнами с амплитудами смещений изолиний плотности морской воды до 6–8 м на верхнем пикноклине, имеют существенную взаимную корреляцию. Ключевые слова: стратификация морской воды, внутренние волны, натурные данные, дисперсионные зависимости, вертикальные моды, Балтийское море.

Жаворонкин А.О., Курсаков И.А., Матяш Е.С., Савельев А.А., Трошин А.И. «Применение нелинейной модели турбулентности SST-NL к расчётам течений с выраженной анизотропией напряжений Рейнольдса» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 136-137 (2022)

Основным инструментом, применяемым при исследовании обтекания летательного аппарата в настоящее время, являются расчёты, основанные на решении осреднённых по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса, замкнутых моделью турбулентности. В настоящее время наиболее распространенными моделями турбулентности являются модели Спаларта–Аллмараса (SA) и Ментера (SST) и их модификации. Однако оба этих семейства основаны на гипотезе Буссинеска, что ограничивает их применимость классами течений, в которых на течение влияет единственная компонента тензора напряжений. В более сложных течениях (например, в угловых течениях или отрывах) проявляются эффекты анизотропии турбулентности, которые не могут быть описаны в рамках гипотезы Буссинеска. Известным примером является угловое течение вблизи корня крыла: расчёты по буссинесковым моделям предсказывают в этом месте обширный отрыв даже при небольших углах атаки, что не подтверждается экспериментальными исследованиями. Этот отрыв влияет на картину течения над всей поверхностью крыла. Для расчёта таких течений необходимо использовать модели турбулентности, способные воспроизводить анизотропию тензора напряжений Рейнольдса. К их числу относятся дифференциальные (DRSM) и алгебраические (EARSM) модели для рейнольдсовых напряжений. К классу последних можно также отнести нелинейные расширения буссинесковых моделей, поскольку итоговые формулы для тензора напряжений в них имеют тот же вид, что и в EARSM. В работе приводятся результаты тестирования модели турбулентности с нелинейной турбулентной вязкостью SST-NL, реализованной в программе EWT–ЦАГИ. Рассматриваются течение в прямоугольном канале, трансзвуковое обтекание модели DLR-F6 ₂, а также тестовый случай NASA Juncture Flow.

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.

Батраков А.С., Кусюмов А.Н., Пахов В.В., Степанов Р.П. «Расчетно-экспериментальное исследование акустических характеристик моделей винтов вблизи земли» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 73-76 (2022)

Валидация численных расчетов характеристик летательных аппаратов (в том числе акустических) остается одной из основных проблем численных методов. Данная работа содержит результаты исследований поля акустического давления в окрестности трех комплектов лопастей с различной формой в плане. Приводится сравнение результатов численных расчетов и экспериментальных данных. В работе исследовались три комплекта лопастей различной формы в плане.

Кусюмов А.Н., Кусюмов С.А., Михайлов С.А., Романова Е.В. «О пространственной периодичности поля скоростей в пограничном слое на 3D цилиндре» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 200-202 (2022)

На основе решения уравнений Нвье-Стокса (DNS) рассматривается задача прямого численного моделирования нестационарного 3D обтекания кругового цилиндра в потоке несжимаемой жидкости (газа) для докритического числа Рейнольдса Re=3900. Аналогичная задача моделирования 3D обтекания изолированного цилиндра рассматривалась в работах различных авторов как на основе DNS моделирования, так и с применением вихреразрешающих моделей (LES) турбулентности. Интерес к данной постановке задачи объясняется возможностью воспроизведения различных физических особенностей, включая отрыв (ламинарный) пограничного слоя, образование сдвиговых слоев, вихревой след (дорожка Кармана). На некотором удалении от поверхности цилиндра вниз по потоку также находится потенциально неустойчивая область, где возникает турбулентность. Это позволяет воспроизводить различные участки спектра осцилляций параметров потока, включая энергетическую и инерциальную подобласти спектра. В работе задача моделирования решается как для условий обтекания изолированного цилиндра, так и с использованием периодических граничных условий для воспроизведения обтекания цилиндра в составе решетки из цилиндров.

Кусюмов А.Н., Кусюмов С.А., Михайлов С.А., Романова Е.В. «О пространственной периодичности поля скоростей в пограничном слое на 3D цилиндре» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 200-202 (2022)

На основе решения уравнений Нвье-Стокса (DNS) рассматривается задача прямого численного моделирования нестационарного 3D обтекания кругового цилиндра в потоке несжимаемой жидкости (газа) для докритического числа Рейнольдса Re=3900. Аналогичная задача моделирования 3D обтекания изолированного цилиндра рассматривалась в работах различных авторов как на основе DNS моделирования, так и с применением вихреразрешающих моделей (LES) турбулентности. Интерес к данной постановке задачи объясняется возможностью воспроизведения различных физических особенностей, включая отрыв (ламинарный) пограничного слоя, образование сдвиговых слоев, вихревой след (дорожка Кармана). На некотором удалении от поверхности цилиндра вниз по потоку также находится потенциально неустойчивая область, где возникает турбулентность. Это позволяет воспроизводить различные участки спектра осцилляций параметров потока, включая энергетическую и инерциальную подобласти спектра. В работе задача моделирования решается как для условий обтекания изолированного цилиндра, так и с использованием периодических граничных условий для воспроизведения обтекания цилиндра в составе решетки из цилиндров.