Быков А.И., Комкин А.И., Матасова О.Ю. «Численное моделирование резонатора Гельмгольца в канале со скользящим потоком» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Молодёжный симпозиум, г. Светлогорск Калининградской области, 16–22 сентября 2024 г. Сборник трудов, с. 51-53 (2024)

Исследования характеристик резонатора Гельмгольца на стенке канала при наличии в канале скользящего потока имеют большую актуальность и вызывает неослабевающий интерес исследователей. Сложность происходящих при этом процессов делает аналитические методы непригодными для адекватного моделирования присущей им физики, хотя некоторые попытки построения такого рода аналитических моделей и предпринимались. Это обстоятельство приводит к необходимости использования с этой целью численных расчетов на основе метода конечных элементов. На основе численных расчетов в программной среде COMSOL Multiphysics были исследованы закономерности влияния геометрических параметров рассматриваемой системы резонатор Гельмгольца-канал на акустические характеристики резонатора. По результатам расчетов для каждой рассматриваемой конфигурации резонатора были построены графические зависимости безразмерных сопротивления резонатора R' и присоединенной длины его горла l' от скорости скользящего потока, определяемой числом Маха M. В работе последовательно рассматривались различные конфигурации системы резонатор Гельмгольца-канал, в которых относительно базового варианта последовательно варьировались длина и диаметр горла резонатора, а также диаметр канала

Кузнецов А.А., Пальчиковский В.В., Храмцов И.В. «Определение скорости колебаний в горле резонатора Гельмгольца с помощью численного моделирования» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Молодёжный симпозиум, г. Светлогорск Калининградской области, 16–22 сентября 2024 г. Сборник трудов, с. 95 (2024)

В настоящее время для снижения шума в каналах энергетических установок и авиадвигателей широко используются звукопоглощающие конструкции (ЗПК), которые устанавливаются на внутренних поверхностях входных и выхлопных каналов. Основной характеристикой таких конструкций является импеданс комплексная величина, которая зависит от геометрических параметров и условий эксплуатации. Как известно, импеданс определяется как отношение акустического давления к акустической скорости в точке на поверхности ЗПК. Однако, определение импеданса по данному соотношению в эксперименте существенно осложнено в связи со сложностью определения акустической скорости. По данной причине для определения акустических характеристик ЗПК используют различные микрофонные методы. Численный расчет позволяет совместно определять параметры течения в различных точках расчетной области. В данной работе производился нестационарный газодинамический расчет течения внутри интерферометра нормального падения с модельным образцом ЗПК. Расчеты проводились при гармоническом изменении давления на входе в расчетную область. Амплитуда сигнала на входе подбиралась так, чтобы обеспечить суммарный уровень звукового давления на образце равный 100, 120 и 140 дБ на каждой частоте. В ходе расчета производились совместные измерения давления в точках, имитирующих микрофоны, и распределения давления и скорости непосредственно на поверхности образца модельного ЗПК. Полученные данные использовались для определения импеданса образца ЗПК различными методами. Рассмотрено изменение скорости в горле резонатора для различных частот и уровней звукового давления.

Быков А.И., Комкин А.И., Матасова О.Ю. «Численное моделирование резонатора Гельмгольца в канале со скользящим потоком» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 16–21 сентября 2024 г. Сборник тезисов, с. 275-277 (2024)

Исследования характеристик резонатора Гельмгольца на стенке канала при наличии в канале скользящего потока имеют большую актуальность и вызывает неослабевающий интерес исследователей. Сложность происходящих при этом процессов делает аналитические методы непригодными для адекватного моделирования присущей им физики, хотя некоторые попытки построения такого рода аналитических моделей и предпринимались. Это обстоятельство приводит к необходимости использования с этой целью численных расчетов на основе метода конечных элементов. На основе численных расчетов в программной среде COMSOL Multiphysics были исследованы закономерности влияния геометрических параметров рассматриваемой системы резонатор Гельмгольца-канал на акустические характеристики резонатора. По результатам расчетов для каждой рассматриваемой конфигурации резонатора были построены графические зависимости безразмерных сопротивления резонатора R' и присоединенной длины его горла l' от скорости скользящего потока, определяемой числом Маха M. В работе последовательно рассматривались различные конфигурации системы резонатор Гельмгольца–канал, в которых относительно базового варианта последовательно варьировались длина и диаметр горла резонатора, а также диаметр канала.

Быков А.И., Комкин А.И., Миронов М.А. «Зависимость нелинейного импеданса отверстия от колебательной скорости при больших амплитудах колебаний» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 16–21 сентября 2024 г. Сборник тезисов, с. 278-279 (2024)

Анализируются результаты измерений импеданса отверстий разного диаметра d₀ от 3 мм до 20 мм при изменении колебательной скорости u₀ в широком диапазоне амплитуд от 5 м/с до 90 м/с и частоте колебаний 150 Гц.

Лебига В.А. «Особенности акустики в рабочих частях аэродинамических труб больших скоростей» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 16–21 сентября 2024 г. Сборник тезисов, с. 389-392 (2024)

Роль акустических возмущений в формировании течений при моделировании обтекания тел в аэродинамических трубах больших скоростей общепризнанна, но механизмы такого влияния не всегда известны и могут быть определены. В значительной мере развитие возмущений в ламинарном пограничном слое и переход к турбулентному течению в пограничном слое на моделях, отрыв пограничного слоя и связанные с ними изменение трения и теплопередачи определяются свойствами внешних возмущений в рабочих частях аэродинамических труб и, в первую очередь, акустических пульсаций. Из трех возможных мод возмущений, турбулентности, температурной неоднородности и акустики, только последняя, как правило, оказывает наибольшее влияние на возникновение, развитие нестационарных процессов при обтекании моделей из-за малости других. В современных аэродинамических трубах предпринимаются эффективные меры, такие как хонейкомб, детурбулизирующие сетки, обеспечивающие низкий уровень турбулентности в форкамере, а высокая степень поджатия потока, приводит к тому, что в рабочих частях пульсации скорости пренебрежимо малы, как и температурная неоднородность, источники которой в обычных аэродинамических трубах отсутствуют. В то же время акустические возмущения присутствуют практически во всех аэродинамических трубах, но для разработки эффективных способов борьбы с этими возмущениями или учёта их влияния необходима информация об их источниках и структуре. Поэтому детальные исследования структуры акустических возмущений необходимы по крайней мере по двум причинам: во-первых, для изучения влияния на упомянутые выше процессы, и, во-вторых, для создания методов если не для ликвидации акустических возмущений, то для управления и снижения до уровней, гарантирующих отсутствие их влияния на исследуемые процессы. Целью данной работы является определение характеристик акустических пульсаций, достаточных для адекватного и полного их описания, позволяющего использование при математическом и экспериментальном моделировании процессов.

Журавская Т.А., Левин В.А «Разрушение детонационной волны в плоском канале с множественными барьерами» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 139-149 (2024)

Представлены результаты численного исследования взаимодействия сформированной ячеистой волны детонации, распространяющейся в заполненном покоящейся стехиометрической водородно-воздушной смесью плоском канале, с расположенными на его внутренней поверхности множественными препятствиями (барьерами). Исследование проведено в целях определения условий, обеспечивающих подавление детонации. Изучено влияние геометрических параметров области с препятствиями на распространение волны. Обнаружено, что локализация препятствий в углублении в стенке канала приводит к снижению их разрушающего воздействия на детонацию. Рассмотрено гашение детонационного горения расположенным вдоль стенки канала слоем нереагирующего газа, ограниченным одиночными барьерами. Исследовано влияние состава газа на взаимодействие волны детонации со слоем. Предложены нереагирующие газовые смеси, при заполнении которыми области с препятствиями усиливается разрушающее воздействие барьеров на детонационную волну.

Остриков Н.Н., Яковец М.А. «О робастном методе учета влияния разрывов импеданса стенок на распространение звука в каналах с потоком» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 16–21 сентября 2024 г. Сборник тезисов, с. 290-293 (2024)

Поиск оптимальных значений импеданса звукопоглощающих конструкций (ЗПК), устанавливаемых в каналах авиадвигателей с целью достижения наибольшего снижения шума самолетов на местности, требует учета ряда факторов, который сложно эффективно реализовать без использования численных методов. Однако мощностей современных компьютеров не хватает для робастного решения соответствующих задач при оптимизации импеданса ЗПК, так как в каналах реальных двигателей на каждой практически значимой частоте распространяются тысячи звуковых мод, и поэтому актуальным является использование симбиоза аналитических и численных методов. Настоящая работа посвящена разработке робастного метода учета одного из таких факторов – наличие стыков ЗПК на стенках каналов двигателя