Митрофанова О.В., Ивлев О.А. «Актуальные теплофизические исследования в целях совершенствования судовых ядерных энергетических установок» Морские интеллектуальные технологии, № 4-1, с. 85-94 (2023)

Рассмотрены физические факторы и условия, приводящие к формированию устойчивых вихревых структур во внутренних турбулентных закрученных течениях, имеющих место в сложных каналах судовых ядерных энергетических установок. Целью проводимых исследований является научное обоснование способов повышения теплогидравлической эффективности и надежности работы судовых ядерных энергетических установок нового поколения, обеспечивающих повышенный ресурс безопасной эксплуатации ЯЭУ в течение срока, приближенного к сроку службы судна. Привлечение анализа термодинамической устойчивости для описания закрученных потоков дало возможность объяснить механизм генерации крупномасштабных вихреобразований и определить критические условия возникновения детерминированной вихревой структуры турбулентных течений в каналах сложной геометрии. Представлены результаты расчетно-теоретического моделирования процессов вихреобразования при течении высокоскоростных потоков в каналах переменного сечения, являющихся элементами коллекторных и трубопроводных систем судовых ЯЭУ. Проявление кризиса закрученного потока рассмотрено на примерах моделирования процессов гидродинамики и теплообмена в каналах парогенераторов и системы компенсации давления судовых ЯЭУ. Показано, что генерация устойчивых вихреобразований в элементах оборудования ЯЭУ интегрального типа может быть непосредственно связана с механизмом возбуждения опасных виброрезонансных эффектов. Предложен способ интенсификации теплообмена в парогенерирующих каналах за счет применения витых труб овального профиля. Полученные результаты вычислительных экспериментов показали, что реализация режима, соответствующего кризису закрученного течения, приводит не только к резкому повышению гидравлических потерь, что снижает теплогидравлическую эффективность работы установки, но и к генерации акустических колебаний, что может быть связано с появлением опасных резонансных эффектов, ведущих к развитию прочностных дефектов и аварийным ситуациям. Ключевые слова: судовые ядерные энергетические установки, гидродинамика, теплообмен, моделирование, вычислительные эксперименты, оптимизация, коллектор, трубные системы, парогенератор

Скороход Б.А. «Применение закона пропорциональной навигации для наведения автономных подводных аппаратов» Морские интеллектуальные технологии, № 4-1, с. 123-133 (2023)

Рассматривается задача наведения автономного подводного аппарата (АПА) на заданный объект. Предполагается, что АПА под действием силы тяги и поворотного момента, перемещается в горизонтальной плоскости. Неизвестное постоянное течение рассматривается в качестве основного возмущения подводной среды действующего на АПА. Пропорциональный закон навигации (ПЗН) формируется по изображениям, поступающих с видеокамеры или гидроакустического датчика, измеряя скорость изменения угла визирования объекта. Показывается, что решение задачи наведения может быть сведено к анализу устойчивости нелинейной нестационарной системы с особой точкой. Предлагаемый в работе подход основан на специальных определениях устойчивости решений такой системы и методе функций Ляпунова. Получены условия устойчивости процесса наведения АПА, обеспечивающие его желаемое поведение. Приведены результаты компьютерного моделирования.

Тристанов А.Б., Луковенкова О.О., Солодчук А.А. «Метод адаптивной пороговой вейвлет-обработки импульсных сигналов» Морские интеллектуальные технологии, № 4-1, с. 205-213 (2023)

Регистрируемые на геодинамическом полигоне полуострова Камчатка сигналы геоакустической эмиссии (ГАЭ) являются сложным многокомпонентным источником информации о напряженно-деформированном состоянии среды на мезомасштабах. Данный вид сигналов имеет импульсную природу. В ряде работ было показано, что нарастание интенсивности следования импульсов является возможным предвестником землетрясений. Сигналы ГАЭ часто содержат шумы и помехи, появление которых обусловлено рядом причин, например, неоднородностью среды распространения, влиянием погодных условий, человеческой деятельностью и др. Так, сигналы ГАЭ содержат постоянно присутствующий фоновый шум, при этом его интенсивность меняется с течением времени. Этот шум существенно искажает форму геоакустических импульсов и тем самым осложняет анализ сигналов, выделение его структурных компонент и, как следствие, снижает достоверность его прогностических возможностей. В представленной статье приведены результаты оценки фонового шума геоакустических сигналов. Показано, что фоновый шум сигналов ГАЭ по структуре похож на грубо оцифрованный Гауссов шум, а отношение сигнал/шум для одиночных импульсов в среднем составляет 17 дБ. На основе этих оценок для очистки сигнала от шума и восстановления формы одиночных импульсов предлагается метод адаптивной пороговой вейвлет-обработки. Вейвлет-преобразование является достаточно распространенным методом представления нестационарных сигналов с локализованными частотно-временными особенностями. Значение порога рассчитывается эмпирическим методом Байеса. Для вейвлет-обработки выбраны койфлеты четвертого порядка. В заключении приведены результаты вычислительного эксперимента.