Иванов О.О., Ашуров Д.А., Веденеев В.В., Гареев Л.Р. «Исследование механизмов развития возмущений в затопленной струе» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 164-165 (2023)

В сдвиговых течениях наряду с классическим сценарием перехода к турбулентности, при котором в потоке на линейной стадии развития наблюдается экспоненциально нарастающее возмущение, существует другой тип неустойчивости – немодальный, или алгебраический. В пограничных слоях эти оба типа неустойчивости хорошо изучены, однако в затопленных струях практически не были изучены из-за малости ламинарного участка, в котором профиль изменяется слабо. Создание специальной установки, формирующей струю большого диаметра D=0.12 м с длинным ламинарным участком (∼5.5D), дало возможность отследить эволюцию вносимых возмущений и подробно изучить различные механизмы, соответствующие упомянутым неустойчивостям.

Веденеев В.В., Никитин Н.В. «Абсолютная неустойчивость струйных течений» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 169 (2023)

Обычно считается, что неустойчивость в струйных течениях несжимаемой жидкости имеет конвективный характер. Однако в последнее время было продемонстрировано несколько типов однонаправленных (без противотока) абсолютно неустойчивых профилей скорости невязких круглых струй, которые также предполагают возможность абсолютно неустойчивых плоских течений. В работе рассматриваются двумерные плоские струи вязкой несжимаемой жидкости. Исследуется двухпараметрическое семейство гладких профилей скорости, в которых один параметр управляет скоростью в точке перегиба, другой – градиентом скорости.

Ильин А.С., Копьев А.В., Сирота В.А., Зыбин К.П. «Интегралы движения лагранжевой турбулентности» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 170 (2023)

Стохастические интегралы движения – полезный и информативный способ описания и исследования систем, далёких от равновесия, каковыми являются турбулентные потоки. Эволюция материальных («вмороженных» в поток) линий и поверхностей представляет интерес для теории турбулентного транспорта, в том числе в задачах магнитогидродинамики; её изучение также важно для понимания геометрической картины турбулентного перемешивания. Мы рассматриваем «вмороженные» в поток элементы длины, площади, объёма в стационарных изотропных стохастических потоках и исследуем эволюцию их статистических свойств на больших промежутках времени. Обнаружено семейство стохастических интегралов движения, связанных с этими геометрическими объектами. Ранее был известен только один из них. Эти интегралы движения являются универсальными в том смысле, что их явный вид не зависит от статистики поля скорости.

Копьев А.В., Ильин А.С., Сирота В.А., Зыбин К.П. «Турбулентное перемешивание в изотропных потоках» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 171 (2023)

Уравнение транспорта магнитного поля в среде, проводящей ток, аналогично уравнению Гельмгольца динамики завихренности в непроводящей жидкости. Однако магнитное поле и скорость не связаны функционально, поэтому при достаточно малых величинах магнитное поле можно считать пассивным вектором, что упрощает математический анализ. Тем не менее, аналогия между двумя уравнениями позволяет использовать полученные результаты в задачах изучения генерации завихренности. Нами рассматривается задача о переносе пассивного вектора развитым турбулентным потоком. В различных режимах эта система может приводить как к продуцированию среднего значения квадрата пассивного вектора (эффект динамо), так и к отсутствию такого эффекта. Показано, что негауссовость и неравновесность турбулентной статистики скорости оказывает сильный антидинамо эффект

Зотов Д.И., Румянцева О.Д., Черняев А.С. «Вычисление поля, рассеянного от большой неоднородной области» Сборник трудов XXXIV Всероссийской школы-семинара «Волновые явления: физика и применения» имени А.П. Сухорукова («Волны-2023»). 28 мая – 02 июня 2023 г., с. 13-15 (2023)

Бычков О.П., Фараносов Г.А. «Применение термоанемометрических измерений для оценки пульсаций давления в ближнем поле струи при наличии спутного потока» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 172-174 (2023)

Предложена процедура, позволяющая оценить характеристики пульсаций давления во внешней по отношению к слою смешения струи области ближнего поля, в которой доминируют линейные гидродинамические возмущения (волны неустойчивости), по результатам одноточечных измерений пульсаций скорости с помощью термоанемометра при наличии спутного потока. Измерения термоанемометром при наличии потока являются менее инвазивными и более удобными, чем измерения микрофонами. Предложенный метод основан на том факте, что волны неустойчивости близки по структуре к однородным продольным волнам, что позволяет локально связать пульсации давления и продольной компоненты скорости, измеряемые термоанемометром. Ключевым параметром в такой связи является скорость конвекции возмущений, для оценки которой при наличии спутного потока предложена полуэмпирическая модель на основании результатов ее прямых измерений многомикрофонной решеткой в статических условиях. Разработанная процедура протестирована на экспериментальных данных, полученных для струи с числом Маха 0.4 при различных параметрах спутности.

Субботкин А.О. «Расчет звукового поля внутри акустической интерференционной антенны с помощью метода реверберационной матрицы» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 225-228 (2023)

Акустическая интерференционная антенна – узкая трубка постоянного сечения с перфорациями (отверстиями) на боковой поверхности по всей своей длине, нагруженными на дополнительное акустическое сопротивление (отверстия закрывают тканью или специальными сеточками). Фактически антенна является волноводом специфической конфигурации с импедансными включения, обусловленными отверстиями на своей апертуре. Подобные волноводы применяются в разных областях техники, в частности, при решении задач шумоглушения. В том числе они используются в составе конструкции остронаправленных интерференционных микрофонов интерференционного типа. Одной из задач работы является определение звукового давления, воздействующего на мембрану микрофона внутри антенны. Анализ звукового поля внутри интерференционной антенны проводится с помощью матричного метода, схожего с методом реверберационной матрицы. Решение формально представляется в виде ряда Шварцшильда. Результат расчета по представленному методу хорошо совпадает с результатом эксперимента. На рассчитанной и измеренной характеристике направленности видны провалы чувствительности при фронтальном (осевом) падении звуковой волны. Это нехарактерно для интерференционного микрофона, который, напротив, должен обеспечивать прием в фронтальном направлении с высоким коэффициентом направленности. Причиной этого является отсутствие дополнительного акустического сопротивления на боковых отверстиях, что было предусмотрено специально для демонстрации ранее не обсуждаемой в литературе особенности интерференционной антенны. Интерференционная антенна является волноводом со специфическими граничными условиями в зоне боковых отверстий. На участках антенны с боковыми отверстиями происходит скачок импеданса границы волновода, что является причиной возникновения дисперсии в интерференционной антенне. Внесение дополнительного активного сопротивления (в виде ткани или специальных сеточек) на боковые отверстия позволит снизить влияние дисперсии на характеристику направленности антенны. Таким образом, исследование дисперсии в волноводе такого типа имеет существенное прикладное значение и требует отдельного рассмотрения.

Милешин В.И., Россихин А.А. «Разработка методов модального анализа шума модельных вентиляторных ступеней» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 268-269 (2023)

Существенная часть тонального и широкополосного шума ТРДД возникает в результате аэродинамического взаимодействия движущихся и неподвижных частей двигателя. С точки зрения генерации шума наиболее значимым является процесс ротор-статор взаимодействия в вентиляторе. При этом при определенных обстоятельствах существенный вклад в шум могут вносить и другие механизмы генерации, связанные, например, с взаимодействием роторных и статорных венцов в подпорных ступенях компрессора низкого давления и в турбине низкого давления. Для успешного продвижения работ, направленных на снижение тонального шума ТРДД, необходимо понимание механизмов, отвечающих за генерацию тонального шума и за распространение тонального шума по тракту двигателя. Методы измерения модального состава звукового поля в тракте двигателя позволяют разделить вклад различных источников в шум двигателя и тем самым определить основные направления модификации, необходимые для снижения шума. В данной работе представлена методика модального анализа тонального шума. В качестве исходных данных для методики используются записанный сигнал микрофонов, неподвижно установленных на корпусе воздухозаборника. Предполагается, что микрофоны распределены тем или иным образом по некоторой области обечайки канала воздухозаборника достаточно большой длины. Задача состоит в том, чтобы на основе спектров или матриц спектральных плотностей для сигналов с микрофонов определить параметры вносящих наибольший вклад в излучение в воздухозаборнике радиальных мод. Число микрофонов в неподвижной решетке микрофонов в воздухозаборнике в экспериментальных установках, предназначенных для проведения модального анализа, обычно не превышает 100–200 штук. Для современных ТРДД число радиальных мод, которые могут распространяться в воздухозаборнике для большинства режимов и для большинства тонов, вносящих существенный вклад в шум вентилятора, значительно больше этого числа (важным исключением может быть тон с частотой равной частоте следования лопаток рабочего колеса вентилятора на режиме «посадка»). Способа измерить характеристики такого количества мод в настоящий момент не известно. Тем не менее, можно предположить, что число мод, которые реально значимы для предсказания шума вентилятора в дальнем поле заметно меньше. Существует ряд теоретических соображений, на основании которых строятся предположения о модальном составе тонального шума в канале воздухозаборника. Для шума вентилятора это, прежде всего, соотношения Тайлера–Софрина предсказывающее частоты и азимутальные числа мод, которые может излучать одноступенчатая лопаточная машина. Согласно ему, для тонов с относительно низкими частотами число мод, которые могут генерироваться вентилятором, и которые могут распространяться по каналу воздухозаборника, относительно невелико. В рамках рассматриваемой в работе методики для выделения мод используется подход, основанный на теории сжатых измерений. Данная теория нашла широкое применение в задачах обработки сигналов, в тех случаях, когда имеются основания полагать, что сигнал может быть разряжен в определённом представлении. Реализована возможность использовать в качестве исходных данных, как спектры микрофонов, так и матрицы спектральных плотностей для микрофонной решетки. Представлен анализ имеющихся ограничений на разрешающую способность микрофонной решетки, расположенной на обечайке. Выполнено тестирование методики как на основании искусственно сгенерированных данных о пульсациях давления в местах расположения микрофонов, так и на основании данных численных расчетов. Показано, что с помощью методики можно, в том случае если модальный состав достаточно разряжен, выявить моды, вносящие наибольший вклад в излучение в воздухозаборнике. Удалось продемонстрировать, что диаграммы направленности в дальнем поле, восстановленные на основе результатов модального анализа расчетных данных, близки к диаграммам направленности, соответствующим исходному расчету. Также в работе исследуется вопрос о том, какие результаты показывает методика модального анализа в том случае, если сигнал не является разряженным.

Друянов Б.А. «Волны сдвига в упрочняющихся жесткопластических телах» Прикладная математика и механика, 44, № 4, с. 745-751 (1980)