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

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.

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)

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)

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)

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)

Скрипаль А.В., Фомин А.В., Бахметьев А.С., Брилёнок Н.Б., Сагайдачный А.А., Добдин С.Ю., Тихонова А.С. «Диагностика артериальных сосудов спортсменов с помощью доплеровского ультразвукового измерения» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика, 22, № 2, с. 141-148 (2022)

С помощью доплеровского ультразвукового измерения исследован объемный кровоток артериальных сосудов спортсменов, имеющих высокий спортивный разряд. Диагностика проводилась по результатам измерения скорости артериального кровотока в условиях реактивной гиперемии плечевой артерии и по отношению обратного объемного кровотока к объемному систолическому кровотоку. Обследовались две группы добровольцев: группу 1 составили неспортивные добровольцы, не страдающие сердечно-сосудистой патологией, а группу 2 – спортсмены, имеющие разряд кандидата в мастера спорта по гребле на байдарках и каноэ и регулярные интенсивные тренировки. Сравнительный анализ изменения УЗИ-доплерограмм спортсменов и нетренированных обследуемых свидетельствует о значительном отличии как в величине пиковой скорости артериального кровотока в условиях реактивной гиперемии плечевой артерии, так и обратного объемного кровотока в условиях отсутствия функциональной нагрузочной пробы. Проведенные измерения показали, что отношение объемной скорости обратного кровотока к объемной скорости систолического кровотока у спортсменов значительно больше.

Садин Д.В., Голиков И.О., Давидчук В.А. «Моделирование взаимодействия ударной волны с ограниченным неоднородным слоем газовзвеси гибридным методом крупных частиц» Вычислительные методы и программирование, 22, № 1, с. 1-13 (2021)

Исследуются задачи взаимодействия ударной волны с ограниченным слоем газовзвеси, внутри которого имеется неоднородность квадратного сечения пониженной или повышенной плотности. Для расчетов используется гибридный метод крупных частиц второго порядка аппроксимации по пространству и времени. Правильность численных разрывных решений, в частности скачков пористости, подтверждается сравнением с асимптотически точными профилями плотности смеси. Приведены аналитические зависимости ослабления ударной волны слоем газовзвеси. Изучены ударно-волновые структуры в двумерных областях и влияние на них релаксационных процессов.

Сазонтов А.Г. «Локализация источника в переменном по трассе волноводе в условиях неполной информации о пространственной изменчивости среды распространения» Акустический журнал, 68, № 6, с. 689-696 (2022)

Рассмотрена задача о локализации акустического источника в переменном по трассе волноводе, в котором происходит взаимодействие нормальных волн, приводящее к связи между их амплитудами. Для рассматриваемого сценария построен адаптивный алгоритм пониженного ранга, учитывающий отличие ожидаемой реплики сигнала от истинной и не требующий знания соответствующих элементов матрицы связи. Путем статистического моделирования установлено, что реализованный способ оценивания дает значительное преимущество как в точности измерения координат, так и в достигаемой с его помощью вероятности правильной локализации по сравнению с традиционным методом MUSIC, не учитывающим эффекты взаимодействия мод.

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

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

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

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

Ищенко А.Н., Буркин В.В., Дьячковский А.С., Саммель А.Ю., Чупашев А.В. «Определение предельных скоростей суперкавитирующего движения ударников из разных материалов в воде» Инженерно-физический журнал, 95, № 5, с. 1240-1247 (2022)

Проведены экспериментально-теоретические исследования подводного суперкавитирующего движения конических ударников в широком диапазоне скоростей. Выполнены оценки диапазона скоростей ударников для реализации их неразрушающего входа в воду и движения в ней в суперкавитирующем режиме. Показана возможность точного попадания суперкавитирующих ударников в подводные преграды в сверхзвуковом диапазоне скоростей движения

Шипко В.В., Самойлин Е.А., Пожар В.Э., Мачихин А.С. «Формирование контрастных изображений заданных объектов акустооптическим гиперспектрометром путем выборочной спектральной регистрации» Оптика и спектроскопия, 130, № 10, с. 1603-1610 (2022)

Представлена методика выбора положения наиболее информативных спектральных каналов при использовании акустооптического гиперспектрометра в режиме выборочной спектральной регистрации. Разработанная методика позволяет выбрать спектральные каналы, в которых наблюдается максимальный контраст объектов на некотором фоне при условии, что спектральные свойства их известны. Результаты экспериментальных исследований методики подтверждают повышение контраста по сравнению с панхроматическим и с гиперспектральным режимами съемки во всем оптическом диапазоне. Выбор спектральных каналов по представленной методике может быть использован как для формирования функций пропускания в многооконном акустооптическом гиперспектрометре, так и для быстрого формирования высококонтрастных цветосинтезированных изображений. Ключевые слова: гиперспектральные изображения, спектральный контраст, цифровая обработка изображений, акустооптический фильтр, спектральная плотность энергетической яркости.

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

Жикин А.А., Чайковский И.И., Санфиров И.А., Ярославцев А.Г. «Прогнозирование гипергенных пород соляного массива по результатам шахтных сейсмоакустических исследований» Геофизика, № 5, с. 90-98 (2022)

Представлены материалы шахтных сейсмоакустических исследований на участках сложного геологического строения в пределах Верхнекамского месторождения, характеризующихся наличием гипергенных изменений в интервале водозащитной толщи. На основе полноволнового моделирования выявлены наиболее информативные параметры волновых картин, указывающих на размещение гипергенных пород. Показаны результаты согласованной динамической и структурно-геологической интерпретации шахтных наблюдений на участках проявления вторично измененных солей.

Сахабетдинов И.У. «Методы повышения эффективности и современные технологии коммуникационного взаимодействия в управляемых мобильных подводных сетях» Датчики и системы, № 2, с. 10-18 (2022)

DOI: https://doi.org/10.25728/datsys.2022.2.2 Рассмотрены методы повышения эффективности управляемых подводных сенсорных сетей. Определена концепция развертывания мобильных роботизированных комплексов на базе автономной платформы нового типа. Дана оценка перспективных способов коммуникационного взаимодействия с учетом современных тенденций в развитии систем подводной связи. Ключевые слова: автономный подводный аппарат; мультимодальные сети; подводная связь; мультимодальная маршрутизация; гидроакустический модем; подводная сенсорная сеть; АНПА-амфибия.

Беркутов Р.Н., Попов В.А., Селезнев И.А. «История образования и развития предприятий гидроакустической отрасли (Часть 3)» Гидроакустика, № 51, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA51.pdf (2022)

Приведены подробные сведения об отечественных предприятиях гидроакустической отрасли, создававшихся в разные годы для удовлетворения потребностей Военно-морского флота и народного хозяйства страны в образцах техники для освещения подводной обстановки. Вводятся в научный оборот новые данные о производстве гидроакустических средств в республиках бывшего Советского Союза. Ключевые слова: гидроакустические средства и системы, гидроакустическая отрасль, гидроакустические средства военного и гражданского назначения.

Семакина Е.Ю., Черкасова М.Г., Черников В.А. «Экспериментальные исследования системы "ступень–диффузор" на частичных режимах нагрузки» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 286-290 (2022)

На сегодняшний день большинство стационарных газовых турбин средней и большой мощностей имеют затурбинный выходной диффузор. Эффективность турбины во многом зависит от аэродинамики и восстановительной способности диффузора. Проектирование газотурбинной установки (ГТУ), как правило, проходит для номинального режима ГТУ, при этом переменные режимы рассматриваются только с точки зрения поверочных расчётов. В силу наличия в затурбинном диффузоре силовых стоек, диффузор оказывается чувствителен к смене режима из-за неоптимального обтекания стоек и образования отрывов на режимах частичной нагрузки. На экспериментальном стенде ЭТ-4 СПб политехнического университета имени Петра Великого были проведены исследования модельной системы «ступень–диффузор» созданной на основе прототипа ГТЭ-65 на частичных режимах нагрузки без учёта и с учётом перебрасываемого воздуха из компрессора в затурбинный диффузор, который необходим на режимах нагрузки до 50% мощности.

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)

Семенёв П.А. «Разработка рекомендаций по выбору параметров агрессивных каналов на основе оптимизации параметров плазменных актуаторов для управления потоком» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 80-83 (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)

Маслов В.П., Миронов А.К., Мышенков Е.В., Семенёв П.А. «О возможности снижения шума струи перспективного СПС при помощи впрыска воды» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 216-217 (2022)

Проведено исследование возможности снижения шума выхлопной струи двигателя перспективного СПС с помощью струйных шумоглушителей, представляющих собой набор насадков, расположенных вблизи среза реактивного сопла, через которые в выхлопную струю инжектируется вода. Рассматривался двигатель со смешением потоков и степенью двухконтурности порядка 2.2–2.6.

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.

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

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

Никитин Г.В., Семенов К.В., Шишкалов А.В., Леонтьев А.В. «Метод распознавания структурного элемента "номер по порядку" в протокольных блоках с мультиплексированием речевых данных в спутниковых системах связи» Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 9-10(159-160), с. 9-18 (2021)

Рассмотрены особенности структурного элемента «номер по порядку» протокольных блоков, формируемых протоколом мультиплексирования речевых данных на прикладном уровне сетевого оборудования спутниковых систем связи (ССС). Предложен информативный признак распознавания данного структурного элемента в протокольных блоках данных (ПБД). Информативный признак основан на оценке разработанного показателя постоянства приращения значений числовой последовательности, образованной двоичными символами ПБД с помощью окна анализа. Представлены результаты имитационного моделирования при различных задержках в буфере сетевого оборудования и значений вероятности битовой ошибки в принимаемом цифровом потоке. Предложен метод распознавания структурного элемента «номер по порядку» и проведена оценка ошибок распознавания первого и второго рода.

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

Сёмин Ф.А., Хабибуллина А.Р., Цатурян А.К. «Численное моделирование работы левого желудочка сердца в системе кровообращения: эффекты изменения частоты сокращений и апикального инфаркта миокарда» Биофизика, 67, № 4, с. 763-775 (2022)

DOI: 10.31857/S0006302922040159

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

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

Пасекова О.Б., Сигалева Е.Э., Марченко Л.Ю., Иванов К.П., Мацнев Э.И., Орлов О.И. «Перспектива использования метода регистрации различных классов отоакустической эмиссии для динамической оценки состояния внутричерепного давления» Сенсорные системы, 36, № 4, с. 338-348 (2022)

Экспериментальное исследование выполнено в условиях наземного моделирования физиологических эффектов микрогравитации – 21-суточной “сухой” иммерсии. На протяжении эксперимента десять здоровых добровольцев находились в ванне, наполненной термонейтральной (t=33±1°С) водой, в положении лежа на спине, отделенные от поверхности воды водонепроницаемой пленкой и полностью погруженные в воду. Исследование функционального состояния улитки внутреннего уха проводилось с использованием методов задержанной вызванной отоакустической эмиссии (ЗВОАЭ) и отоакустической эмиссии на частоте продукта искажения (ПИОАЭ). Анализ полученных данных показал статистически значимое снижение показателя отношения сигнал/шум ЗВОАЭ на частоте стимуляции 1 кГц (p≤0.05) и тенденцию к снижению показателя отношения сигнал/шум ПИОАЭ на частотах стимуляции ниже 1 кГц (556; 684; 988 Гц). Регистрация отоакустической эмиссии предлагается в качестве перспективного неинвазивного метода для изучения механизмов перераспределения жидких сред организма в краниальном направлении в условиях моделируемой микрогравитации и космического полета.

Сидняев Н.И. «Исследование нестационарных газодинамических характеристик в полости резонатора» Инженерно-физический журнал, 95, № 6, с. 1537-1548 (2022)

Представлено математическое моделирование нестационарного течения идеального газа в полости резонатора. Проведено исследование влияния глубины резонатора на амплитудные и частотные характеристики параметров течения. Проведено сравнение частотных характеристик, определенных при численном моделировании двумерного течения газа, с результатами, полученными в акустическом линейном приближении. По результатам, представленным в работе, выявлено, что характер течения – частота и амплитуда пульсаций – определяется прохождением возмущений по внутреннему и внешнему контурам разделяющей линии тока. При увеличении глубины резонатора отмечается немонотонное нарастание амплитуды колебаний течения. Наблюдаются также провалы по величине амплитуды давления при одинаковой глубине резонатора или когда частота собственных колебаний в резонаторе меньше частоты колебаний струи. Колебания в резонаторе происходят на первой моде, когда частота собственных колебаний для первой моды в резонаторе соответствует частоте колебаний разделяющей линии тока. Показано, что в зависимости от конфигурации резонатора при разных режимах обтекания необходимые параметры и поправочные коэффициенты будут иметь разные значения. В работе подробно исследованы конфигурации и режимы работы резонатора и нахождение дискретных частот собственных колебаний, представлена математическая модель процесса самовозбуждения резонатора, основанная на теории нестационарного течения. Ключевые слова: резонатор, собственные колебания, давление, частоты, обтекание, геометрия, шум, пульсации, методика

Поливанов П.А., Маркин В.В., Сидоренко А.А. «Влияние шума винта на показания микрофонов, используемых для детекции отрывного течения в летном эксперименте» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 231-234 (2022)

Малые беспилотные летательные аппараты (БПЛА) часто совершают полеты в условиях турбулентной атмосферы. Для этих условий характерно наличие резких порывов ветра, что, с учетом небольших скоростей полета (10–30 м/c), может приводить к выходу БПЛА на закритические углы атаки. В связи с этим, вопрос обнаружения отрыва потока на БПЛА по показаниям каких-либо датчиков приобретает большое значение. Ранее были исследованы вопросы применимости микрофонов для определения отрыва течения на малом БПЛА в аэродинамической трубе. Было показано, что акустический шум, генерируемый винтом, может существенно затруднить процесс детектирования отрывного течения по показаниям нестационарных датчиков. Целью этой работы является разработка методики позволяющей определять отрыв потока по показаниям микрофонов с учетом влияния шума винта в полете.

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.

Неклюдов Д.А., Сильвестров И.Ю., Чеверда В.А. «Итерационный метод решения трехмерного уравнения Гельмгольца с "почти аналитическим" предобусловливателем для моделирования акустических волновых полей в задачах сейсморазведки» Вычислительные методы и программирование, 15, № 3, с. 514-529 (2014)

Предложен подход к итерационному решению уравнения Гельмгольца в трехмерно-неоднородных средах для задач моделирования процессов распространения акустических волн, основанный на применении классического итерационного метода крыловского типа для несимметричных матриц с предобусловливателем. Отличительной чертой предлагаемого подхода является выбор предобусловливателя, в качестве которого мы используем решение трехмерного уравнения Гельмгольца с комплексным коэффициентом, зависящим от одной пространственной переменной (глубины). Одномерная скорость в предобусловливателе выбирается таким образом, чтобы наилучшим способом (в смысле наименьших квадратов) приблизить реальную трехмерно-неоднородную скоростную модель. Оператор Гельмгольца исходной задачи представляется как возмущение предобусловливателя. Как результат, умножение матрицы предобусловленной линейной системы на вектор может быть эффективно выполнено с помощью быстрых численных процедур, таких как двумерное быстрое преобразование Фурье и матричная прогонка. В предложенном подходе существует возможность не использовать конечно-разностные аппроксимации частных производных, что позволяет применять весьма редкую сетку при дискретизации задачи. Численные эксперименты показывают, что этот подход позволяет весьма эффективно рассчитывать волновые поля в частотной области в трехмерно-неоднородных средах с умеренными латеральными вариациями скорости.

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.

Гималтдинов И.К., Ситдикова Л.Ф. «Отражение и преломление гармонических волн на границах пористой среды, насыщенной пузырьковой жидкостью» Инженерно-физический журнал, 95, № 6, с. 1371-1380 (2022)

Теоретически исследовано отражение и прохождение акустических волн на границе раздела между водой и пористой средой, насыщенной пузырьковой жидкостью, и границе раздела между пористой средой, насыщенной пузырьковой жидкостью, и водой при нормальном падении этих волн на указанные границы. Показано, что существует диапазон частот, для которого отражение акустических волн от границы раздела вода–пористая среда, насыщенная пузырьковой жидкостью, аналогично отражению этих волн от свободной поверхности, а для отражения акустических волн от границы раздела насыщенная пузырьковой жидкостью среда–вода аналогично отражению от жесткой стенки. Ключевые слова: звуковая волна, пористая среда, коэффициент отражения, коэффициент прохождения

Лукин А.В., Мельников А.Н., Скочилов А.Ф. «Новые возможности лазерно-голографического контроля процессов сборки и юстировки крупноформатных составных зеркал телескопов» Оптический журнал, 89, № 10, с. 80-94 (2022)

Предмет исследования. Предложены новые оригинальные варианты осуществления интерферометрического контроля крупноформатных асферических составных главных зеркал телескопов на всех этапах их создания (сборка, юстировка и аттестация). Цель работы – представление и обоснование новых технических решений интерферометрического контроля формы поверхности крупноформатных вогнутых асферических составных главных зеркал телескопов. Метод. В основу всех предложенных контрольных схем положено использование отражательного оптического компенсатора в виде осевого синтезированного голограммного оптического элемента или зеркальной выпуклой асферической поверхности вращения. Реализуется квазиавтоколлимационный ход лучей, при котором оптический компенсатор осуществляет обращение фронта объектной волны, причём здесь он не принимает непосредственного участия в формировании изображения контролируемой поверхности в плоскости регистрации интерференционных и теневых картин, в которых тем самым исключаются значительные дисторсиоподобные искажения. Основные результаты. Представлены расчётные значения основных параметров квазиавтоколлимационных схем контроля формы вогнутых асферических составных главных зеркал четырёх известных в мире телескопов: «Миллиметрон» – диаметр 10 м, «James Webb Space Telescope» – диаметр 6,5 м, «Extremely Large Telescope» (ELT) – диаметр 39,3 м, а также отложенного проекта Европейской южной обсерватории «Overwhelmingly Large Telescope» (OLT) – диаметр 100 м. Показано, что использование в объектной ветви интерферометра «цепочки» (каскада) таких соосных оптических компенсаторов практически полностью снимает ограничения на размер, асферичность и крутизну асферических составных главных зеркал телескопов. При этом придание рабочей поверхности подложки голограммного компенсатора конической формы позволяет существенно снизить его максимальную пространственную частоту. Расчёты выполнены на основе использования пакетов прикладных программ «Mathcad» и «Zemax». На начальных этапах сборки асферических составных главных зеркал предложено использовать традиционные лазерно-голографические контрольные схемы с неавтоколлимационным ходом лучей в объектной ветви и без обращения волнового фронта в ней. Здесь можно воспользоваться и методами лазерно-голографического «оконтуривания». Практическая значимость. Предложенные в данной работе новые оригинальные идеи, методы и схемные технические решения на основе обращения волнового фронта, осуществляемого отражательным оптическим компенсатором, а также цепочкой (каскадом) таких компенсаторов, открывают реальную возможность оперативного технологического и аттестационного контроля с интерферометрической точностью формы асферических составных главных зеркал любого из известных проектируемых и создаваемых в настоящее время оптических телескопов как наземного, так и космического базирования. В частности, имеется реальная возможность обеспечить полномасштабный интерферометрический контроль формы первоначально задуманного академиком Н.С. Кардашевым асферического составного главного зеркала «Миллиметрон» диаметром 12 м. Однако особую значимость, безусловно, имеет реализация этих возможностей в условиях космического базирования телескопа.

Скрипаль А.В., Фомин А.В., Бахметьев А.С., Брилёнок Н.Б., Сагайдачный А.А., Добдин С.Ю., Тихонова А.С. «Диагностика артериальных сосудов спортсменов с помощью доплеровского ультразвукового измерения» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика, 22, № 2, с. 141-148 (2022)

С помощью доплеровского ультразвукового измерения исследован объемный кровоток артериальных сосудов спортсменов, имеющих высокий спортивный разряд. Диагностика проводилась по результатам измерения скорости артериального кровотока в условиях реактивной гиперемии плечевой артерии и по отношению обратного объемного кровотока к объемному систолическому кровотоку. Обследовались две группы добровольцев: группу 1 составили неспортивные добровольцы, не страдающие сердечно-сосудистой патологией, а группу 2 – спортсмены, имеющие разряд кандидата в мастера спорта по гребле на байдарках и каноэ и регулярные интенсивные тренировки. Сравнительный анализ изменения УЗИ-доплерограмм спортсменов и нетренированных обследуемых свидетельствует о значительном отличии как в величине пиковой скорости артериального кровотока в условиях реактивной гиперемии плечевой артерии, так и обратного объемного кровотока в условиях отсутствия функциональной нагрузочной пробы. Проведенные измерения показали, что отношение объемной скорости обратного кровотока к объемной скорости систолического кровотока у спортсменов значительно больше.

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)

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

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)

Смирнов В.Я. «Пьезоэлектрический преобразователь пространственной вибрации повышенной надёжности (Окончание)» Мир измерений, № 1, с. https://ria-stk.ru/mi/detail.php?year=2022&mounth=%CC%E0%F0%F2 (2022)

Рассматриваются теоретические вопросы определения работоспособности пятикомпонентного пьезоэлектрического преобразователя пространственной вибрации, у которого оси чувствительности трёх компонент образуют ортогональную систему координат, а оси чувствительности двух дополнительных контрольных каналов направлены под известными углами к трём ортогональным. Такой преобразователь вибрации позволяет определять параметры вектора вибрации, его работоспособность и неисправный канал (при наличии). При нарушении работоспособности из-за возникновения неисправности в одном канале пятикомпонентного ПВП (ортогональном или контрольном) возможно измерение параметров вектора виброускорения и определение его работоспособности с помощью четырёх исправных каналов. но при нарушении работы одного из оставшихся четырёх каналов, невозможно определить, какой канал четырёхкомпонентного ПВП осуществляет неправильные измерения.

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

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

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

Желтова Е.Л., Соболев Д.А. «В.Н. Сокольский – основоположник историко-космических исследований в ИИЕТ РАН» Вопросы истории естествознания и техники, 43, № 2, с. 219-230 (20220)

Статья посвящена историку техники В.Н. Сокольскому, всю свою трудовую жизнь проработавшему в Институте истории естествознания и техники АН СССР (РАН). Рассмотрена основополагающая роль Сокольского в становлении истории ракетно-космической техники как одного из научных направлений в работе Академии наук. Показаны социально-исторические факторы, поставившие его во главе исследований по истории космонавтики, и те направления, по которым он стал развивать эту область. Продемонстрированы особенности стиля работы Сокольского как организатора и исследователя. Описана его деятельность по ознакомлению мирового научного сообщества с историей отечественной ракетной техники и космонавтики. Освещена роль Сокольского в подготовке молодых ученых, издании книг о пионерах отечественной и мировой космонавтики и сборников исследований по истории космонавтики. Статья написана в мемуарно-исследовательском стиле, поскольку ее авторы продолжительное время работали под руководством Сокольского.

Ненадович В.Д., Соколов А.Л. «Стойкость уголкового отражателя с диэлектрическим просветляющим покрытием к действию факторов космическогого пространства» Оптический журнал, 89, № 7, с. 37-44 (2022)

Предмет исследования. Негативное воздействие корпускулярных излучений космического пространства на оптические свойства уголкового отражателя с многослойным диэлектрическим покрытием. Цель работы. Изучение целесообразности нанесения двуслойного просветляющего диэлектрического покрытия для излучения с длиной волны 532 нм на входную грань уголкового отражателя, эксплуатируемого в условиях высокоорбитальных космических аппаратов. Метод исследования. Проведены электронно-протонные облучения, имитирующие воздействие горячей магнитосферной плазмы на уголковые отражатели с просветляющими покрытиями и без таковых, на моделирующей установке. Так как уголковый отражатель изготовлен из радиационно-стойкого кварцевого стекла КУ-1, особое внимание уделено развитию электростатических разрядов, сопровождавших облучение образцов. Основные результаты. Показано, что наведенная оптическая плотность покрытия входной грани уголковых отражателей, обусловленная воздействием частиц магнитосферной плазмы, возрастает с расстоянием от геометрического центра апертуры входной грани к металлической оправе. Это объясняется тем, что в окрестности оправы наблюдались максимальные по интенсивности разряды, приводящие к деструкции приповерхностных слоев облучаемых образцов. Экспериментально установлено, что просветляющий эффект двуслойного покрытия, состоящего из диоксидов гафния (HfO₂, толщина около 25 нм) и кремния (SiO₂, толщина около 100 нм), с ростом дозы облучения нивелируется. Практическая значимость. Представленные результаты показывают, что исследованное просветляющее двуслойное покрытие целесообразно использовать на оптических системах высокоорбитальных космических аппаратов со сроком активного существования не более 6 лет либо в условиях с меньшей дозовой нагрузкой.

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.

Егоров М.С., Лебедев О.А., Резунков Ю.А., Солк С.В., Степанов В.В. «Проблемы юстировки объектива-анастигмата из трех внеосевых асферических зеркал» Оптический журнал, 89, № 5, с. 41-53 (2022)

В настоящее время ведутся разработки объективов для малых космических аппаратов в широком диапазоне от видимого до среднего инфракрасного диапазона излучения. Для космических применений наиболее универсальными являются зеркальные объективы благодаря таким преимуществам, как работа в широком спектральном диапазоне, применение технологий изготовления облегченных зеркал и уменьшения габаритов объектива. Предметом данного исследования является юстировка зеркальных объективов с внеосевыми асферическими зеркалами (объективов с эксцентрично расположенным полем зрения). Традиционно для юстировки зеркальных объективов используются интерферометры в автоколлимационном режиме. В этом случае контроль юстировки осуществляется с использованием компенсационных схем. Однако для многозеркальных компактных объективов далеко не всегда можно найти место для размещения оборудования (интерферометра со вспомогательным зеркалом или голограммы-компенсатора), используемого для юстировки. Метод. Исследована альтернативная методика последовательной поэлементной юстировки макета многозеркального объектива, основанная на контроле формы фокальных пятен и сравнении их с расчетной формой. Исследовалась юстировка четырехзеркального объектива-анастигмата, первое зеркало которого представляет собой внеосевой вогнутый эллипс, второе зеркало – внеосевая выпуклая гипербола, третье зеркало плоское, четвертое зеркало представляет собой внеосевой вогнутый эллипс. Для юстировки объектива использовалось излучение Не-Ne лазеров (длина волны 0,63 мкм) с регистрацией распределения фокального пятна рассеяния телевизионной камерой, для контроля юстировки – излучения непрерывного перестраиваемого СО-лазера (длина волны излучения 5,415 мкм) и HF-лазера (длина волны излучения 2,8 –3,2 мкм) с регистрацией распределений фокальных пятен на матричное фотоприемное устройство на основе InSb. Контроль осуществлялся с помощью микроскопа, предметная плоскость которого совмещалась с фокальной плоскостью юстируемого элемента. При этом входная апертура объектива освещалась коллимированным лазерным пучком параллельно визирной оси. Качество юстировки оценивалось из сравнения формы наблюдаемых фокальных пятен с рассчитанными теоретически для идеально съюстированного объектива. Основные результаты. Результаты проведенных исследований показали, что опробованная методика юстировки на основе контроля формы фокальных пятен не обладает необходимой чувствительностью к разъюстировкам как отдельных зеркал, так и рассеяния системы из нескольких зеркал. Более того, метод не обеспечивает требуемую точность юстировки. Практическая значимость. В дальнейшем предполагается развитие предложенной методики в направлении создания специальной оптико-электронной аппаратуры, позволяющей проводить постоянный и последовательный контроль всех оптических элементов четырехзеркального анастигмата с необходимой для юстировки точностью.

Головизнин В.М., Соловьев А.В., Исаков В.А. «Аппроксимационной алгоритм обработки звуковых точек в схеме "Кабаре"» Вычислительные методы и программирование, 17, № 2, с. 166-176 (2016)

Описана новая вычислительная технология расчета потоковых переменных на новом временном слое в разностных схемах типа «Кабаре» для численного решения квазилинейных гиперболических уравнений в частных производных. Новая технология позволяет единообразно рассматривать все случаи возникновения звуковых точек и не нарушает свойства временной обратимости разностных схем при отсутствии нелинейной коррекции потоков.

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

Евстигнеев А.А., Ланшин А.И., Почкин Я.С., Солонин В.И., Халецкий Ю.Д. «Проблема шума перспективных ТРДД для дальнемагистральных самолетов» Авиационные двигатели, № 2, с. 27-40 (2022)

Одной из задач отечественного авиадвигателестроения является разработка и создание конкурентоспособных двигателей в диапазоне тяги 250–450 кН для широкофюзеляжных дальнемагистральных самолетов. Представлена сравнительная оценка уровней шума дальнемагистральных самолетов, силовая установка которых состоит из двух ТРДД большой тяги, в одном случае с прямым, в другом – с редукторным приводом вентилятора. Намечены основные направления исследований по созданию новых технологий снижения шума различных источников применительно к перспективным ТРДД. Ключевые слова: шум самолета, источники шума двигателя, реактивная струя, вентилятор, камера сгорания, турбина, система шумоглушения, звукопоглощающая конструкция, прямой привод вентилятора, редукторный привод вентилятора

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.

Аксенов А.А., Бабулин А.А., Жлуктов С.В., Окулов М.К., Сорокин К.Э., Шевяков В.И. «Развитие модели обледенения IceVision 2.0 в свете новых требований норм летной годности» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 54-56 (2022)

Представлено валидационное исследование модели IceVision 2.0 на различных экспериментальных тестах, опубликованных в открытой литературе.

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.

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)

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)

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)

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)

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)

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.

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.

Сташков В.Б., Ивкин А.В., Юмашева Е.В., Тимонов Д.А. «Об одном техническом решении акустической защиты помещений, используемых для обмена конфиденциальной речевой информацией» Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 9-10(147-148), с. 126-131 (2020)

Рассматриваются возможности перехвата противником конфиденциальной речевой информации посредством специальных технических средств. Авторами предложена оригинальная конструкция внутреннего акустического экранирования помещений, основанная на ослаблении звукового давления и гашении звуковой энергии на поверхности экрана за счет диффузионного поглощения ее части. Техническое решение позволяет значительно снизить уровень фоновых акустических шумов в защищаемом помещении, и практически до уровня белого шума снижается уровень звука или вызываемой им вибрации, проникающей за пределы контролируемой зоны. Предлагаемая конструкция экрана обеспечивает безопасность информации при несанкционированном перехвате в условиях динамично изменяющегося ландшафта угроз информационной безопасности.

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

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

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

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)

Бендерский Л.А., Лобанова Д.И., Степанов В.А., Арефьев К.Ю., Шапошников Д.С. «Измерение температуры высокоэнтальпийного потока газа на основе математической модели сопровождения и решения сопряженной теплофизической задачи» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 87-90 (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)

Егоров М.С., Лебедев О.А., Резунков Ю.А., Солк С.В., Степанов В.В. «Проблемы юстировки объектива-анастигмата из трех внеосевых асферических зеркал» Оптический журнал, 89, № 5, с. 41-53 (2022)

В настоящее время ведутся разработки объективов для малых космических аппаратов в широком диапазоне от видимого до среднего инфракрасного диапазона излучения. Для космических применений наиболее универсальными являются зеркальные объективы благодаря таким преимуществам, как работа в широком спектральном диапазоне, применение технологий изготовления облегченных зеркал и уменьшения габаритов объектива. Предметом данного исследования является юстировка зеркальных объективов с внеосевыми асферическими зеркалами (объективов с эксцентрично расположенным полем зрения). Традиционно для юстировки зеркальных объективов используются интерферометры в автоколлимационном режиме. В этом случае контроль юстировки осуществляется с использованием компенсационных схем. Однако для многозеркальных компактных объективов далеко не всегда можно найти место для размещения оборудования (интерферометра со вспомогательным зеркалом или голограммы-компенсатора), используемого для юстировки. Метод. Исследована альтернативная методика последовательной поэлементной юстировки макета многозеркального объектива, основанная на контроле формы фокальных пятен и сравнении их с расчетной формой. Исследовалась юстировка четырехзеркального объектива-анастигмата, первое зеркало которого представляет собой внеосевой вогнутый эллипс, второе зеркало – внеосевая выпуклая гипербола, третье зеркало плоское, четвертое зеркало представляет собой внеосевой вогнутый эллипс. Для юстировки объектива использовалось излучение Не-Ne лазеров (длина волны 0,63 мкм) с регистрацией распределения фокального пятна рассеяния телевизионной камерой, для контроля юстировки – излучения непрерывного перестраиваемого СО-лазера (длина волны излучения 5,415 мкм) и HF-лазера (длина волны излучения 2,8 –3,2 мкм) с регистрацией распределений фокальных пятен на матричное фотоприемное устройство на основе InSb. Контроль осуществлялся с помощью микроскопа, предметная плоскость которого совмещалась с фокальной плоскостью юстируемого элемента. При этом входная апертура объектива освещалась коллимированным лазерным пучком параллельно визирной оси. Качество юстировки оценивалось из сравнения формы наблюдаемых фокальных пятен с рассчитанными теоретически для идеально съюстированного объектива. Основные результаты. Результаты проведенных исследований показали, что опробованная методика юстировки на основе контроля формы фокальных пятен не обладает необходимой чувствительностью к разъюстировкам как отдельных зеркал, так и рассеяния системы из нескольких зеркал. Более того, метод не обеспечивает требуемую точность юстировки. Практическая значимость. В дальнейшем предполагается развитие предложенной методики в направлении создания специальной оптико-электронной аппаратуры, позволяющей проводить постоянный и последовательный контроль всех оптических элементов четырехзеркального анастигмата с необходимой для юстировки точностью.

Степанов Е.А., Майоров А.О., Романов К.В., Романов Д.В., Романов В.А. «Математическое моделирование физического механизма генерации волнового потока на фотосферном уровне на различных стадиях цикла солнечной активности» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика, 22, № 2, с. 100-110 (2022)

Исследуется нелинейная фаза развития неустойчивости Паркера крупномасштабных колебаний магнитных полей на различных глубинах конвективной зоны Солнца вплоть до стадии насыщения. Расчетным путем обнаружена реализация квазилинейных колебаний всплывающих магнитных полей вблизи фотосферного уровня, генерирующих устойчивый поток слабых ударных волн в нижних слоях атмосферы Солнца. Показано, что развитие неустойчивости Паркера в низкочастотной части спектра глобальных колебаний магнитных полей обеспечивает стабильную, сферически симметричную структуру аномального прогрева атмосферы в эпоху минимума цикла солнечной активности. С увеличением частоты глобальных осцилляций магнитных полей на стадии роста активности цикла структура аномального прогрева становится пространственно неоднородной – лучевой. Число лучей аномального прогрева со временем развития цикла активности растет и в эпоху максимума активности переходит в пространственно однородную структуру аномального прогрева атмосферы в согласии с наблюдательными данными.

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.

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)

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

Гусева Е.К., Стрелец М.Х., Травин А.К., Шур М.Л. «Численное моделирование криволинейного турбулентного следа при наличии неблагоприятного градиента давления» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 109-113 (2022)

Надежный расчет характеристик криволинейных турбулентных следов, подверженных воздействию неблагоприятного градиента давления (НГД), является необходимым элементом расчетной оптимизации крыльев современных пассажирских самолетов, в которых для повышения подъемной силы при малых скоростях полета (на режимах взлета и посадки) применяется механизация крыла. При этом следы предкрылка и основного крыла попадают в область НГД, индуцированного отклоненным закрылком, что приводит к увеличению поперечной ширины следа и появлению в нем сильно заторможенной области или даже формированию локальной зоны возвратного течения («висячей» зоны отрыва). Это, в свою очередь, влечет за собой уменьшение эффективного угла поворота следа и ограничение максимальной подъемной силы. Оптимизации таких крыльев требует многовариантных расчетов на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса (RANS) в сочетании с полуэмпирическими моделями турбулентности, которые на протяжении многих лет были и до сих пор остаются основным вычислительным инструментом таких расчетов при практически значимых (высоких) числах Рейнольдса.

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.

Стрижак В.А. «Акустический контроль прутков композитной арматуры с учетом процента армирования» Дефектоскопия, № 11, с. 37-48 (2022)

Необходимость в эффективных и производительных технических средствах контроля композитных материалов, выпускаемых в виде протяженных элементов (труба, пруток и т.д.), требует адаптации волноводной методики контроля к особенностям композитных материалов. Волноводная методика позволяет производить оценку качества стержня без сканирования и использует установку датчика на торец объекта контроля. Отстройка от влияния акустического контакта на получаемый результат реализуется использованием параметра, определяемого как отношение эхосигнала от неоднородности к амплитуде сигнала, отраженного от противоположного торца. Существенное влияние на результаты оказывает процент армирования композитного материала. Для композитной арматуры – это стекловолокно. Предложена модель, учитывающая влияние процента армирования стержня на результаты контроля стержневыми волнами. На основании модели рассчитаны коэффициенты и номограммы, позволяющие учесть процент армирования стержня и длину дефекта при принятии решения о его существенности. Представлен результат оценки значимости дефектов, выявленных в 5 партиях прутков разных производителей. Показаны дефекты, являющиеся значительными и малозначительными для свойств стержня композитной арматуры.

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.

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

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.

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

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

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

Исаев С.А., Судаков А.Г., Никущенко Д.В., Усачов А.Е., Чулюнин А.Ю., Дубко Е.Б. «RANS расчеты интенсивных отрывных и смерчевых течений на структурированных пластинах и стенках каналов в цифровых двойниках экспериментальных стендов Института механики МГУ и КАЗНЦ РАН» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 151-157 (2022)

Тестирование современных, в особенности, отечественных пакетных технологий на цифровых аналогах экспериментальных стендов РФ представляет актуальную задачу для обеспечения информационной безопасности. Мировую значимость такому тестированию придает выбор в качестве решаемых задач самоорганизующихся высокоинтенсивных отрывных и смерчевых пристеночных потоков около структурированных поверхностей с наклонными канавками на пластине и стенке узкого канала. Представляются некоторые результаты проведенных исследований и обозначаются их желаемые перспективы.

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)

Сундуков А.Е., Шахматов Е.В. «Повышение чувствительности и расширение функциональной возможности биполярного анализа вибрации роторных машин» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 21, № 1, с. 91-98 (2022)

Виброакустическая диагностика дефектов роторных машин является наиболее эффективным методом неразрушающего контроля их технического состояния. Практика показывает, что достижение успеха её применения во многом определяется набором располагаемых методов анализа вибрационных процессов. Наиболее широко распространёнными и нагруженными их узлами являются зубчатые зацепления, которые во многом определяют общее вибрационное состояние машины. Набор методов вибродиагностики дефектов зубчатых зацеплений достаточно разнообразен. Среди них интересен способ биполярного анализа, заключающийся в раздельном исследовании положительной и отрицательной частей вибрационного сигнала с последующим построением диагностического признака в виде разности, отношений и др. Способ направлен на оценку качества сборки редукторов по положению пятна контакта. Недостатком способа является ограниченная область использования и невысокая чувствительность. В работе показано, что использование максимумов широкополосной вибрации при применении биполярного анализа в вибродиагностике дефектов роторных машин существенно повышает его эффективность. На примере износа боковых поверхностей зубьев пары «солнечная шестерня–сателлиты» и величины бокового зазора в дифференциальном редукторе турбовинтового двигателя установлено, что это обеспечивается за счёт роста чувствительности метода и расширения его функциональных возможностей. При анализе использовалась статистика редукторов с разной степенью износа боковых поверхностей зубьев и отремонтированных редукторов с разной величиной бокового зазора. При этом можно использовать широкий набор известных диагностических признаков: интенсивность n-мерных векторов информативных рядов, параметры отдельных гармоник, глубину амплитудной модуляции, вероятностные характеристики в выбранных частотных полосах, безразмерные дискриминанты, кепстр и др. В работе приведены некоторые примеры из этих методов.

Пасынков В.В., Суркис И.Ф., Титов Е.В., Гулидов Д.А., Широкий С.М. «Обработка и анализ РСДБ-наблюдений космических аппаратов системы ГЛОНАСС комплексом «Квазар-КВО» Труды Института прикладной астрономии РАН № 61, с. 3–27 (2022)

Изложен подход к решению проблемы повышения точности определения эфемерид ГЛОНАСС до уровня, обеспечивающего конкурентоспособность системы на мировом рынке соответствующих услуг. Подход основан на совместном использовании следующих «техник»: ГНСС, лазерная локация спутников ГЛОНАСС с помощью квантово-оптической системы и РСДБ-наблюдения спутников с дальнейшей совместной обработкой измерений. Показано, что необходимым условием для реализации предлагаемого подхода является процедура совмещения систем координат, используемых в перечисленных методах. Продемонстрирована возможность такого совмещения на примере совместного использования ГНСС-техники (апостериорные эфемериды), техники КОС и РСДБ. В мае 2017 г. проведен эксперимент по наблюдению КА ГЛОНАСС радиотелескопами РТ-32 обсерваторий «Бадары», «Светлое», «Зеленчукская» РСДБ-комплекса «Квазар-КВО». В связи с ограниченным приемным диапазоном радиотелескопов наблюдения проведены только в диапазоне L1 (18 см). Корреляционная обработка выполнена на Программном корреляторе РАН со специально доработанным программным обеспечением. Определены групповая и фазовая РСДБ-задержки сигнала. В ходе анализа данных наблюдений ионосферная задержка учтена с помощью ионосферных карт полного электронного содержания, получаемых по данным ГНСС-приемников. Для расчета тропосферных задержек использовано несколько методов: объединенная в SINEX-файлах информация от разных источников данных, данных РСДБ-наблюдений и данных радиометров водяного пара; наиболее точными в данном эксперименте оказались данные SINEX-файлов. Параметры стандартов времени станций определены как по данным ГНСС-приемников с привлечением информации от КОС о дальности до КА, так и по РСДБ-наблюдениям. В результате анализа показано, что достигнут миллиметровый уровень (6–18 мм) точности интерпретации новой навигационной функции РСДБ-задержки, полученной по сигналам системы ГЛОНАСС при работе РСДБ-станций по навигационному сигналу в одночастотном режиме (диапазон L1), и сантиметровый уровень точности определения рассогласования координат, формируемых с использованием различных техник (РСДБ–ГНСС–КОС). Разработаны предложения по совершенствованию РСДБ-техники при работе по навигационным сигналам КА системы ГЛОНАСС.

Сухинов А.И., Проценко С.В., Проценко Е.А. «Фильтрация натурных данных для численного моделирования трехмерных турбулентных течений с применением подхода LES» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика, 14, № 4, с. 40-51 (2022)

DOI: http://dx.doi.org/10.14529/mmph220406 Турбулентность и последующее перемешивание являются важными механизмами, определяющими динамику прибрежной зоны, перенос импульса, массы и тепла. В работе мелкомасштабное движение исключается из уравнений Навье–Стокса при помощи применения операции фильтрации и моделируется с использованием подсеточных моделей. Для этого в двумерном и трехмерном случаях применены различные виды фильтров: коробочный фильтр, фильтр Гаусса и фильтр Фурье, с постепенным уменьшением ширины фильтра, что позволяет воспроизвести более широкий частотный диапазон флуктуаций решения. Процедуре фильтрации подвержены натурные данные, полученные в ходе экспедиции в Центрально-Восточной части Азовского моря и в Таганрогском заливе на НИС «Денеб» Южного научного центра РАН. Для измерения трехмерного вектора скорости движения водной среды использовался гидрофизический ADCP-зонд Workhorse Sentinel 600, с помощью которого получено более 3 000 000 исходных измерений, в каждой точке (на каждой станции, которых 17) – более 150 000. Полученные данные планируется использовать для численного моделирования трехмерных турбулентных течений с применением подхода LES и сопоставления с результатами осреднения по RANS. В статье рассмотрены возможности применения различных типов аппроксимаций для параметризации вертикального турбулентного обмена. Проведено сравнение алгебраических моделей расчета коэффициента вертикального турбулентного обмена и полуэмпирических моделей турбулентности.

Чуркин А.А., Лосева Е.С., Лозовский И.Н., Сясько В.А. «Приемы повышения достоверности оценки длины свай в составе существующих сооружений при обследовании сейсмоакустическим методом» Контроль. Диагностика, 25, № 10, с. 24-32 (2022)

DOI: 10.14489/td.2022.10.pp.024-032 Обследование свай, включенных в состав ростверка или существующего здания, – распространенная в практике капитального строительства задача. Неразрушающий сейсмоакустический метод позволяет получить оценку глубины заложения и сплошности свай. Это дает проектировщикам и строителям информацию об исследуемой конструкции, которую можно учесть при планировании дальнейшей эксплуатации фундамента. Интерес представляет вопрос повышения достоверности обследования свай в составе существующих сооружений. На примере результатов полевых испытаний показано применение методики разночастотного возбуждения сигнала при сборе данных и вейвлет-анализа сигналов при их обработке. Ключевые слова: испытания свай, контроль сплошности, неразрушающий контроль, сейсмоакустический метод, направленные волны, обработка данных, вейвлет-анализ.