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

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

Тарнавский Г.А. «Дистанционное компьютерное моделирование ударно-волновых структур в гиперзвуковых потоках газа: технология облачных вычислений "рабочее место как услуга"» Вычислительные методы и программирование, 11, № 1, с. 1-25 (2010)

Рассмотрен компьютерный инструментарий для математического моделирования ударноволновых структур в высокоскоростном потоке реального газа на входе в диффузор гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Вычислительный процесс организован с использованием облачных технологий "Программное обеспечение, инфраструктура и рабочее место как услуга".

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

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

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.

Шалунов А.В., Хмелев В.Н., Терентьев С.А., Нестеров В.А. «Выявление режимов и условий удаления влаги из материалов бесконтактным воздействием ультразвуковых колебаний» Инженерно-физический журнал, 95, № 4, с. 925-933 (2022)

Исследована возможность интенсификации сушки материалов бесконтактным ультразвуковым воздействием на частоте 22 кГц при уровнях звукового давления до 175 дБ. Выявлено существенное увеличение скорости сушки материалов в диапазоне уровней звукового давления от 160 до 165 дБ, что обусловлено реализацией механизмов удаления влаги из высушиваемого материала без фазового перехода, т.е. за счет диспергирования свободной влаги с поверхности материала ультразвуковыми колебаниями. При этом время сушки материала сокращается более чем на 40% по сравнению с его сушкой обычным сушильным аппаратом при потреблении УЗ аппаратом не более 25% от электрической мощности обычного сушильного аппарата, необходимой для высушивания материала массой 0.25 кг. Дальнейшее ускорение процесса не всегда целесообразно, поскольку сокращение времени сушки материала на 57.1% при воздействии на него звукового давления в 175 дБ требует более чем трехкратного (82% от полной электрической мощности сушильного аппарата) увеличения энергозатрат на создание УЗ колебаний

Нигматуллин Р.З., Терентьева Л.В. «Моделирование тонального шума турбины низкого давления» Авиационные двигатели, № 2, с. 3-14 (2019)

На основе численного интегрирования системы нестационарных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса в трехмерной постановке определены тональные характеристики шума, генерируемого в выходном сечении двухступенчатой турбины низкого давления на разных режимах работы. Приведено сравнение результатов расчета с доступными экспериментальными данными. Ключевые слова: тональный шум, турбина низкого давления, радиально-модальный анализ, URANS

Бендерский Л.А., Любимов Д.А., Терехова А.А., Честных А. «Оценка RANS/ILES-методом влияния дросселирования и синтетических струй на характеристики и спектральные свойства потока в S-образном воздухозаборнике, интегрированном с планером самолета с распределенной силовой установкой» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 118-123 (2020)

Бендерский Л.А., Любимов Д.А., Макаров А.Ю., Терехова А.А. «Применение газодинамического управления течением в лопаточном венце турбины» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 128-133 (2020)

Бендерский Л.А., Любимов Д.А., Терехова А.А. «Применение газодинамических средств управления течением в переходном межтурбинном канале ТРДД со стойками» Фундаментальные и прикладные проблемы газовой динамики и физической химии в авиационном двигателестроении. Сборник научных трудов, с. 133-138 (2020)

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

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

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

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

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.

Тимошенков В.Г., Жаворонкова А.Д. «Влияние ошибки оценки скорости звука на погрешность измерения глубины неподвижного объекта» Гидроакустика, № 51, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA51.pdf (2022)

Рассматриваются результаты моделирования, которые оценивают погрешность измерения глубины погружения неподвижного объекта от используемой оценки скорости звука. Показано, что при предлагаемой процедуре измерения глубины неподвижного объекта используемая оценка скорости звука несущественно влияет на конечный результат. Ключевые слова: скорость звука, гидролокация, глубина погружения, ошибка измерения

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

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

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

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

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

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

Тимушев С.Ф., Торопылина Е.Ю., Мошков П.А., Яковлев А.А. «Проблемы численного моделирования шума винтовых движителей акустико-вихревым методом» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 291-295 (2022)

Авторы считают, что актуальной является задача разработки эффективных численных методов расчета аэроакустических характеристик различных типов винтовых движителей с целью обеспечения концепции акустического проектирования винтовых летательных аппаратов, т.е. по заданным акустическим параметрам. При этом возможности коммерческого программного обеспечения при решении данной задачи существенным образом ограничены. Представлено сравнение уровней звукового давления первой гармоники шума вращения для различных воздушных винтов в различных условиях эксперимента с расчетами по известным ранним теориям шума винта и численными расчетами на базе интегрального метода Фокса Вильямса–Хоукингса (FW-H), реализованными в пакетах коммерческих программ SmartRotor и STAR-CCM+.

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

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

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

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

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.

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

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

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

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)

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)

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)

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.

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

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

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)

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

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

Толстых А.И., Широбоков Д.А. «Применение схемы 16-го порядка при моделировании ламинарно-турбулентного перехода» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 242-243 (2022)

Обсуждаются спектральные характеристики схемы с мультиоператорными аппроксимациями 16-го порядка для уравнений Навье–Стокса сжимаемого газа. Применение этой схемы позволяет при разумных сетках описывать возбуждение и развитие неустойчивых мод, начальные данные для которых содержатся в малых отклонениях численных решений от точных, вызванных ее погрешностями аппроксимаций, а также погрешностями машинной арифметики

Тимушев С.Ф., Торопылина Е.Ю., Мошков П.А., Яковлев А.А. «Проблемы численного моделирования шума винтовых движителей акустико-вихревым методом» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 291-295 (2022)

Авторы считают, что актуальной является задача разработки эффективных численных методов расчета аэроакустических характеристик различных типов винтовых движителей с целью обеспечения концепции акустического проектирования винтовых летательных аппаратов, т.е. по заданным акустическим параметрам. При этом возможности коммерческого программного обеспечения при решении данной задачи существенным образом ограничены. Представлено сравнение уровней звукового давления первой гармоники шума вращения для различных воздушных винтов в различных условиях эксперимента с расчетами по известным ранним теориям шума винта и численными расчетами на базе интегрального метода Фокса Вильямса–Хоукингса (FW-H), реализованными в пакетах коммерческих программ SmartRotor и STAR-CCM+.

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)

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)

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.

Бахнэ С., Трошин А.И. «Сравнение противопоточных и симметричных WENO-схем при моделировании базовых турбулентных течений методом крупных вихрей» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 77-80 (2022)

Как известно, при использовании гибридных RANS/LESметодов в задачах обтекания твердых поверхностей важен вопрос выбора численной схемы. Противопоточные схемы, которые обычно применяются вблизи стенки, обладают высоким уровнем диссипации, непригодным для LES. Центрально-разностные (CD) схемы, привлекательные с точки зрения описания малых масштабов течения, обладают недостаточным запасом устойчивости при использовании их в пристенной части пограничного слоя. Одним из подходов в данной ситуации является использование гибридных разностных схем, которые с помощью эмпирической переходной функции переключаются между противопоточной и центрально-разностной аппроксимациями. Т

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

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

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.

Тугбаева А.С., Ицков А.Г., Милич В.Н., Широков В.А. «Различение подводных объектов на основе периодограммного анализа отражённых гидроакустических сигналов» Химическая физика и мезоскопия, 24, № 3, с. 388-399 (2022)

Предлагается метод решения актуальной научной и прикладной проблемы, связанной с эхолокацией подводных объектов с целью их обнаружения, координирования и распознавания. Гидроакустические сигналы являются основным средством, используемым для исследования подводной среды. В силу явлений рефракции, многолучевости и эффектов переотражения гидроакустические сигналы, отражённые от подводных объектов, подвержены значительной изменчивости. Поэтому существенным является поиск различительных признаков, устойчивых к перечисленным факторам изменчивости. В статье предлагается использовать для анализа отраженных гидроакустических сигналов методы периодограммного анализа. Рассматриваются вопросы применения алгоритмов, основанных на преобразовании Фурье и на основе классической схемы Бюй-Балло. В статье описываются особенности создания удобного интерфейса для обработки сигналов, выделения свойств и различения тестовых объектов. Экспериментальные результаты получены в опытовом бассейне. Ключевые слова: гидроакустика, подводные объекты, распознавание, гидроакустический сигнал, периодограмма. DOI: https://doi.org/10.15350/17270529.2022.3.32

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

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

Тхай В.Н. «Стабилизация колебаний управляемой обратимой механической системы» Автоматика и телемеханика, № 9, с. 94-108 (2022)

DOI: 10.31857/S0005231022090057

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