На основе экспериментальных исследований и численных решений уравнений Навье–Стокса проанализированы процессы формирования вихревых структур и их взаимодействия с пограничным слоем в гиперзвуковом течении около треугольного крыла с затупленными передними кромками. Изучены физические механизмы образования продольных вихрей, появления аномальных зон высоких тепловых потоков на поверхности крыла и раннего ламинарно-турбу­лент­ного перехода. Эти явления наблюдались во многих экспериментах в высокоскоростных аэродинамических трубах, но понять их удалось только с помощью детального анализа результатов численного моделирования с высоким разрешением. Представленные результаты позволили объяснить наблюдаемые в опытах явления. Для численного моделирования использовался пакет ANSYS CFX на сетке
с 50 млн узлов. С помощью сравнения рассчитанного распределения тепловых потоков на поверхности крыла с экспериментальными данными проведена верификация метода моделирования.

Ключевые слова: вязкий теплопроводный газ, гиперзвуковое течение, пограничный слой, вихревые структуры, теплообмен, треугольное крыло, эксперименты, численное моделирование.

Александров Сергей Васильевич (Жуковский, Россия) – инженер отделения № 8 Центрального аэрогидродинамического института (140180, г. Жуковский, ул. Жуковского, д. 1, e-mail: splavgm@gmail.com); аспирант Московского физико-технического института (государственного университета) (140182, г. Жуковский, ул. Гагарина, д. 16).

Ваганов Aлександр Викторович (Жуковский, Россия) – заместитель начальника отделения № 8 Центрального аэрогидродинамического института (140180, г. Жуковский, ул. Жуковского, д. 1, e-mail: alexvaganov@yandex.ru).

Шалаев Владимир Иванович (Жуковский, Россия) – доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отделения № 8 Центрального аэрогидродинамического института (140180, г. Жуковский, ул. Жуковского, д. 1, e-mail: vi.shalaev@yandex.ru); профессор кафедры информатики и вычислительной математики Московского физико-технического института (государственного университета) (140182, г. Жуковский, ул. Гагарина, д. 16).

1. Асимптотическая теория сверхзвуковых течений вязкого газа / В.Я. Нейланд, В.В. Боголепов, Г.Н. Дудин, И.И. Липатов. – М.: Физматлит, 2004. – 455 с.

2. Кондратьев И.А., Юшин А.Я. О локальном увеличении теплового потока на нижней поверхности треугольного крыла с затупленными передними кромками // Аэротермодинамика воздушно-косми­че­ских систем: сб. докл. шк.-семинара ЦАГИ «Механика жидкости и газа». – М., 1990. – Т. 1. – С. 167–175.

3. Аномальный теплообмен на наветренной стороне треугольного крыла с затупленным носком при гиперзвуковом обтекании / О.И. Губанова, Б.А. Землянский, А.Б. Лесин, В.В. Лунев, А.Н. Никулин, А.В. Сюсин  // Аэротермодинамика воздушно-космических систем: сб. докл. шк.-семинара ЦАГИ «Механика жидкости и газа». – М., 1990. – Т. 1. – С. 188–196.

4. Ковалева Н.А., Колина Н.П., Юшин А.Я. Экспериментальное исследование теплообмена и ламинарно-турбулентного перехода на моделях треугольного полукрыла с затупленной передней кромкой
в сверхзвуковом потоке // Уч. записки ЦАГИ. – 1993. – Т. XXIV, № 3. – С. 46–52.

5. Лесин А.Б., Лунев В.В. О пиковых тепловых потоках на треугольной пластине с притупленным носком в гиперзвуковом потоке // Известия РАН. МЖГ. – 1994. – № 2. – С. 131–137.

6. Лунев В.В. Течение реальных газов с большими скоростями. – М.: Физматлит, 2007. – 760 c.

7. Экспериментальное исследование особенностей аэродинамического нагревания треугольного крыла при больших числах Маха / В.Н. Бражко, А.В. Ваганов, Г.Н. Дудин, Н.А. Ковалева, И.И. Липатов, А.С. Скуратов // Труды МФТИ. – 2009. – Т. 3. – С. 58–67.

8. Экспериментальное исследование структуры течения и перехода в пограничном слое треугольного крыла с затупленными передними кромками при числах Маха 2, 2,5 и 4 / А.В. Ваганов, Ю.Г. Ермолаев, А.Д. Косинов, Н.В. Семенов, В.И. Шалаев  // Труды МФТИ. – 2013. – Т. 5, № 3. – С. 164–173.

9. Тонкая треугольная пластина с притупленным носком в вязком гиперзвуковом потоке / В.И. Власов, А.Б. Горшков, Р.В. Ковалев, В.В. Лунев // Известия РАН. МЖГ. – 2009. – № 4. – С. 134–145.

10. Расчетно-экспериментальное исследование структуры течения около наветренной поверхности затупленного треугольного крыла / В.Н. Бражко, А.В. Ваганов, В.Е. Мошаров, В.Н. Радченко, С.В. Чер­­нов  // Модели и методы аэродинамики: материалы одиннадцатой
Междунар. шк.-семинара / Моск. центр непрерывн. матем. образования. – М., 2011. – С. 28–29.

11. Моделирование особенностей обтекания наветренной стороны треугольного крыла с затупленными передними кромками на основе численного решения уравнений Навье–Стокса / В.Н. Бражко, А.В. Ваганов, В.Я. Нейланд, М.А. Стародубцев, В.И. Шалаев // Труды МФТИ. – 2013. – Т. 5, № 2. – С. 13–22.

12. Александров С.В., Ваганов A.В., Шалаев В.И. Физические механизмы возникновения зон повышенных тепловых потоков и раннего ламинарно-турбулентного перехода в гиперзвуковом пограничном слое на треугольном крыле с затупленными передними кромками // Модели и методы аэродинамики: материалы четырнадцатой Междунар. шк.-семинара / Моск. центр непрерывн. матем. образования. – М., 2014. – С. 13–14.

13. Barth T.J., Jespersen D.C. The design and application of upwind schemes on unstructured meshes // AIAA. – 1989. – Paper 89-0366.

14. Шалаев В.И. Применение аналитических методов в современной аэромеханике. Ч. 1. Теория пограничного слоя. – М.: Изд-во МФТИ, 2010. – 300 с.

Представлены результаты экспериментального исследования газодинамической структуры течения при взаимодействии сверхзвуковой перерасширенной струи с плоской преградой при различных углах наклона. Эксперименты проведены на специальном газодинамическом стенде – вертикальной струйной установке, оборудованной автоматизированной системой сбора данных и позволяющей контролировать газодинамические параметры эксперимента в реальном времени. Для проведения экспериментов использовалось специальное осесимметричное сверхзвуковое сопло с упрощенной внутренней геометрией, облегчающей его точное изготовление. Число Маха на срезе сопла M_a = 3, относительное полное давление сверхзвуковой струи Npr = 21,4. Расстояние от среза до поверхности преграды H/D_a = 2. Модель преграды оснащена сеткой дренажных отверстий для измерения распределения давления. Визуализация течения представлена осредненными и мгновенными шлирен-фотографиями течения. По результатам дренажных измерений построены поля пристенного давления на поверхности преграды. Получены новые данные о структуре течения импактных перерасширенных струй, которые могут быть использованы для верификации численных расчетов. Для рассматриваемых режимов взаимодействия зарегистрировано наличие периферийного максимума пристенного давления на преграде. Выявлен сверхзвуковой характер веерной пристенной струи, приведены основные особенности ударно-волновой структуры течения для различных углов наклона преграды.

Ключевые слова: ударно-волновая структура, сверхзвуковая перерасширенная струя, преграда, сопло, эксперимент, шлирен-визуализация.

Запрягаев Валерий Иванович (Новосибирск, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией № 10, Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, д. 4/1, e-mail: zapr@itam.nsc.ru).

Киселев Николай Петрович (Новосибирск, Россия) – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории № 10, Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Хрис­тиа­новича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, д. 4/1, e-mail: nkiselev@itam.nsc.ru).

Кундасев Сергей Георгиевич (Новосибирск, Россия) – младший научный сотрудник лаборатории № 10, Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, д. 4/1, e-mail: kundasev.sergey@ gmail.com).

1. Антонова Н.П., Брюханов Н.А., Четкин С.В. Средства посадки пилотируемого транспортного корабля нового поколения // Космическая техника и технологии. – 2014. – № 4(7). – С. 21–30.

2. Flow structure in the base region of re-entry vehicle withsupersonic braking plumes impinging with landing surface / A.A. Dyadkin , V.P. Sukhorukov, G.A. Trashkov, V.F. Volkov,  V.I. Zap­ryagaev, N.P. Kiselev  // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences.
7–12 September. – St.-Petersburg, 2014. – Paper № 2014_0640.

3. Donaldson C. du P., Snedeker R.S. A study of free jet impingement. Part 1. Mean properties of free and impinging jets // J. Fluid Mech. – 1971. – Vol. 45, part 2. – P. 281–319.

4. Carling J.C., Hunt B.L. The near wall jet of a normally impinging, uniform, axisymmetric, supersonic jet // J. Fluid Mech. – 1974. – Vol. 66, part 1. – P. 159–176.

5. Ultra-high-speed 3D astigmatic particle tracking velocimetry: application to particle-laden supersonic impinging jets / N.A. Buchmann, C. Cierpka, C.J. Kahler, J. Soria  // Experiments in Fluids. – 2014. – Vol. 55, № 11. – P. 1.

6. Исследование автоколебаний в импактных струях / К.В. Бабарыкин, В.Е. Кузьмина, С.К. Матвеев, В.Н. Петрова  // Вестник СПбГУ. Сер. 1. – 2009. – Вып. 1. – C. 59–67.

7. Горшков Г.Ф., Усков В.Н. Особенности автоколебаний, возникающих при обтекании ограниченной преграды сверхзвуковой недорасширенной струей // Прикладная математика и техническая физика. – 1999. – Т. 40, № 4. – C. 143–149.

8. Interaction of a supersonic underexpanded jet with a flat plate / O. Amili, D. Edgington-Mitchell, D. Honnery, J. Soria // Fluid-Structure-Sound Interactions and Control. Part of the series Lecture Notes in Mechanical Engineering. – 18 December 2015. – P. 247–251.

9. Davis T.B., Kumar R. Shear layer characteristics of supersonic free and impinging jets // Shock Waves. – 2015. – Vol. 25, iss. 5. – P. 507–520.

10. Investigation of the flow structures in supersonic free and impinging jet flows / C. Chin [et al.] // Journal of Fluids Engineering. – 2013. – Vol. 135, № 3. – Р. 031202-1–031202-12.

11. Investigation of the instabilities of supersonic impinging jets using unsteady pressure sensitive paint / T.B. Davis [et al.] // 52nd Aerospace Sciences Meeting / National Harbor. – Maryland, 2014. – P. 0881.

12. Shock structures and instabilities formed in an underexpanded jet impinging on to cylindrical sections / N. Mason-Smith  [et al.] // Shock Waves. – 2015. – Vol. 25, № 6. – P. 611–622.

13. Киселев С.П., Киселев В.П., Зайковский В.Н. О механизме
автоколебаний при натекании сверхзвуковой струи на преграду. 1. Преграда с иглой // Прикладная математика и техническая физика. – 2014. –  Т. 55, № 4. – C. 50–59.

14. Киселев С.П., Киселев В.П., Зайковский В.Н. О механизме
автоколебаний при натекании сверхзвуковой струи на преграду. 2. Преграда без иглы // Прикладная математика и техническая физика. – 2014. – Т. 55, № 5. – C. 21–28.

15. Натекание сверхзвуковой недорасширенной струи на преграды различной проницаемости / В.И. Запрягаев, А.В. Солотчин, И.Н. Кавун, Д.А. Яровский  // Прикладная математика и техническая физика. – 2011. – Т. 52, № 5. – C. 60–67.

16. Zapryagaev V.I., Kavun I.N., Solotchin A.V. Flow structure formed due to interaction of a supersonic jet with a porous obstacle // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. – 2015. – Vol. 56, № 3. –  P. 406–413.

17. Detached eddy simulations of supersonic jets impinging on flat plates / Yu. Dewan, V.V. Golubev, A.S. Lyrintzis, R.R. Mankbadi, K.A. Kurbatskii, El’H. Osman // 43rd Fluid Dynamics Conference. 24–27 June. – San Diego, 2013. – Р. 3097.

18. Hildebrand N., Nichols J.W. Simulation and stability analysis of a supersonic impinging jet at varying nozzle-to-wall distances // 21st AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference. 22–26 June. – Dallas, 2015. – Р. 2212.

19. Nonomura T., Goto Y., Fujii K. Acoustic waves from a supersonic jet impinging on an inclined flat plate // 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition.
4–7 January. – Orlando, 2010. – Р. 401–426.

20. Numerical simulation of supersonic impinging jet flows using Reynolds averaged Navier–Stokes and large eddy simulation / L. Chan, C. Chin, J. Soria, A. Ooi // 18th Australasian Fluid Mechanics Conference. 3–7 December. – Launceston, 2012. – URL: http://people.eng.unimelb.edu.au/ imarusic/proceedings/18/157%20%20Chan.pdf (дата обращения: 18.03.2016).

21. Dauptain A., Cuenot B., Gicquel L.Y.M. Large eddy simulation of stable supersonic jet impinging on flat plate // AIAA Journal. – 2010. –  Vol. 48, № 10. – P. 2325–2338.

22. Запрягаев В.И., Кавун И.Н., Кундасев С.Г. Расчетно-экспери­мен­тальное исследование газодинамической структуры сверхзвуковой перерасширенной струи // Вестник НГУ. Сер.: Физика. – 2013. – Т. 8, № 4. – С. 84–92.

23. К созданию автоматизированной системы исследования сверх­звуковых струйных течений / В.В. Башуров, В.М. Гилев, В.И. Запрягаев, Н.П. Киселев // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 11–1. – С. 47–49.

24. Запрягаев В.И., Солотчин А.В. Экспериментальное исследование влияния шероховатости сопла на продольные вихревые образования в сверхзвуковой струе // ПМТФ. – 1997. – № 5. – С. 86–96.

Обсуждаются современные достижения, состояние и перспективы исследований по проблеме снижения турбулентного трения и аэродинамического сопротивления с помощью вдува воздуха через проницаемую стенку. Особое внимание уделяется вопросам физического моделирования процесса вдува в пограничный слой в рамках теории размерностей, анализу важнейших экспериментальных и численных результатов, полученных для различных случаев вдува воздуха через высокотехнологичную мелкоперфорированную стенку, в том числе за счет внешнего напорного потока в аэродинамической трубе, выявлению физических механизмов, ответственных за снижение турбулентного трения на обтекаемой поверхности. Показывается, что использование вдува через высокотехнологичную мелкоперфорированную стенку, обладающую низкой эффективной шероховатостью и изготовленную с соблюдением максимально необходимых требований к качеству и геометрии отверстий, является вполне оправданным, в меру простым, доступным и надежным способом управления пристенным турбулентным течением в условиях аэродинамического эксперимента и при численном моделировании, причем в рамках данного подхода можно обеспечить устойчивое снижение локальных значений коэффициента поверхностного трения по длине модели, достигающее в некоторых случаях 90 %.

Ключевые слова: турбулентный пограничный слой, плоская пластина, мелкоперфорированная поверхность, вдув, входное устройство, трение, управление потоком, снижение трения, эксперимент, численное моделирование.

Корнилов Владимир Иванович (Новосибирск, Россия) – доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, д. 4/1, e-mail: kornilov@itam.nsc.ru).

Бойко Андрей Владиславович (Новосибирск, Россия) – доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, д. 4/1, e-mail: boiko@itam.nsc.ru).

1. Wood R. Impact of advanced aerodynamic technology on transportation energy consumption // SAE International. – 2004. – TP-2004-01-1306. – p. 21.

Abbas A., de Vicente J., Valero E. Aerodynamic technologies to improve aircraft performance // Aerospace Science and Technology. – 2013. – Vol. 28. – P. 100–132.
 Фомин В.М., Постников Б.В., Ломанович К.А. Изменение режимов обтекания прямого уступа сверхзвуковым потоком введением газопроницаемых вставок // Письма в Журнал технической физики. – 2015. – Т. 41, № 18. – С. 68–73.

4. Корнилов В.И. Проблемы снижения турбулентного трения активными и пассивными методами (обзор) // Теплофизика и аэромеханика. – 2005. – Т. 12, № 2. – С. 183–208.

5. Soldati A. Particles turbulence interactions in boundary layers //
J. Appl. Math. and Mech. – 2005. – Vol. 85, № 10. – P. 683–699.

6. Nature of sweep and ejection events in transitional and turbulent boundary layers / H. Guo, V.I. Borodulin, Y.S. Kachanov, C. Pan, J.J. Wang, Q.X. Lian , S.F. Wang  // J. Turbul. – 2010. – Vol. 11, № 34. – P. 1–51.

7. Hwang D. Review of research into the concept of the microblowing technique for turbulent skin friction reduction // Prog. Aerosp. Sci. – 2004. – Vol. 40, № 8. – P. 559–575.

– 2015. – Vol. 76. – P. 1–23.

9. Kornilov V.I., Boiko A.V. Efficiency of air microblowing through microperforated wall for flat plate drag reduction // AIAA J. – 2012. – Vol. 50, № 3. – P. 724–732.

10. Бойко А.В., Корнилов В.И. Измерение локального коэффициента поверхностного трения с помощью термоанемометра // Теплофизика и аэромеханика. – 2010. – Т. 17, № 4. – С. 613–623.

 Корнилов В.И., Бойко А.В. Использование микровдува воздуха через пористую стенку для снижения трения на плоской пластине // Вестник НГУ. Сер.: Физика. – 2010. – Т. 5, № 3. – С. 38–46.

12. Корнилов В.И., Меклер Д.К. Релаксационные свойства турбулентного сдвигового течения за поперечно обтекаемым цилиндром
в присутствии пластины // ПМТФ. – 1990. – Т. 31, № 6. – С. 61–67.

13. Kornilov V.I., Boiko A.V. Flat-plate drag reduction with streamwise noncontinuous microblowing // AIAA J. – 2014. – Vol. 52, № 1. – P. 93–103.

14. Корнилов В.И., Бойко А.В., Кавун И.Н. Трение плоской пластины в условиях вдува воздуха через стенку с перемежающейся по длине проницаемостью // Вестник НГУ. Сер.: Физика. – 2015. – Т. 10, № 3. – С. 48–62.

Корнилов В.И., Кавун И.Н., Попков А.Н. Опыт применения каскадного способа управления турбулентным пограничным слоем при помощи вдува // Вестник НГУ. Сер.: Физика. – 2014. – Т. 9, № 1. – С. 49–61.
Корнилов В.И., Бойко А.В., Кавун И.Н. Турбулентный пограничный слой на мелкоперфорированной поверхности в условиях вдува воздуха за счет ресурсов внешнего потока // Инженерно-физический журнал. – 2015. – Т. 88, № 6. – С. 1448–1459.
Groth E. Boundary layer suction experiments at supersonic speeds // Boundary Layer and Flow Control. – Oxford: Pergamon Press, 1961. – Vol. 2. – P. 1049–1076.

Описывается опыт измерений пульсаций массового расхода и температуры торможения потока воздуха в наружном канале авиационного двигателя с помощью термоанемометрической методики, разработанной в Институте теоретической и прикладной механики им. С.А. Хрис­тиа­новича Сибирского отделения Российской академии наук. Приводятся данные по испытаниям разработанной измерительной системы при определении параметров потока натурного авиационного двигателя на стенде в АО «Авиадвигатель». В ходе работы определена интенсивность пульсаций и получены спектры пульсаций потока в наружном контуре в широком диапазоне параметров потока. В результате измерений в наружном канале авиационного двигателя в стендовых условиях АО «Авиадвигатель» продемонстрированы возможности термоанемометрического метода и определены основные характеристики пульсаций потока. Полученные данные являются также исходными для анализа с целью получения более детальной информации об особенностях структуры пульсаций, включая их масштабы и статистические характеристики, например
в виде статистических моментов.

Ключевые слова: диаграмма пульсаций, пульсации массового расхода, спектры сигнала, термоанемометр, наружный канал авиадвигателя, параметры потока, интенсивность пульсаций массового расхода, вентилятор авиационного двигателя.

Лебига Вадим Аксентьевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, исполнительный директор Международного центра аэрофизических исследований, Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (630090, г. Но­во­сибирск, ул. Институтская, д. 4/1, e-mail: lebiga@itam.nsc.ru).

Пак Алексей Юрьевич (Новосибирск, Россия) – младший научный сотрудник Международного центра аэрофизических исследований, Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Хрис­тиа­новича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, д. 4/1).

Зиновьев Виталий Николаевич (Новосибирск, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент, старший научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Хрис­тиа­но­вича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Инсти­тутская, д. 4/1).

Алексенцев Алексей Александрович (Пермь, Россия) – заместитель начальника отделения выходных устройств и мотогондол по расчетно-экспериментальным работам и внешним характеристикам АО «Авиадвигатель» (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 93, e-mail: aleksentsev@avid.ru).

Бурдаков Руслан Вячеславович (Пермь, Россия) – инженер АО «Авиадвигатель» (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 93, e-mail: ruslan.burdakof@yandex.ru).

Саженков Алексей Николаевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, помощник генерального конструктора, начальник административного отдела АО «Авиадвигатель» (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 93, e-mail: office@avid.ru).

1. Об измерении пульсаций давления в проточной части газотурбинных двигателей / В.П. Шорин, А.Г. Гимадиев, Н.Д. Быстров, С.А. Ильинский  // Вестник Самар. гос. аэрокосм. ун-та им. С.П. Ко­ролева. – 2011. – № 3, ч. 1. – С. 11–15.

2. Меркурьев А.Н., Голубев А.Г., Митин М.Б. Возможности и перспективы термоанемометрического метода исследования газовых потоков // Труды ЦИАМ. – 1976. – № 724. – 13 с.

3. Экспериментальное определение динамических характеристик термоанемометрической аппаратуры «РАСТР» / В.Г. Клинчикова, И.И. Кривоносов, В.Э. Лобанов, А.Н. Меркурьев  // Труды ЦИАМ. –1989. – № 1244. Измерения и контроль параметров авиадвигателей:
сб. ст. – Вып. 9.

4. Крашенинников С.Ю., Миронов А.К. Анализ механизма излучения звука турбулентной струей на основе акустических и термоанемометрических измерений // Труды ЦИАМ. – 2010. – № 1341. Теоретическая и прикладная газовая динамика: в 2 т. – Т. 1. – 488 с.

5. Лебига В.А. Термоанемометрия сжимаемых потоков. – Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та, 1997. – 81 с.

6. Зиновьев В.Н., Лебига В.А., Пак А.Ю. Применение метода диаграмм флуктуаций для исследования акустических возмущений
в потоках с помощью термоанемометра // Вычислительный эксперимент в аэроакустике: сб. тез. IV Всерос. конф., 17–22 сентября 2012 г. – М.: МАКС Пресс, 2012. – С. 82–84.

7. Лебига В.А, Зиновьев В.Н., Пак А.Ю. Применение термоанемометра для измерения характеристик акустических волн, распространяющихся в сжимаемых потоках // Теплофизика и аэромеханика. – 2002. – № 3. – C. 339–349.

8. Миронов Д.С. Экспериментальное исследование пульсаций давления генерируемых мелкой открытой каверной с применением частотно-временных методов обработки данных // Теплофизика и аэромеханика. – 2011. – Т. 18, № 3. – C. 385–395.

9. Portable autonomous hot wire equipment for measurements in compressible flows / V.A. Lebiga, A.Yu. Pak, V.V. Repkov, V.N. Zinoviev // 17th Inter. Conf. on Methods of Aerophysical Research, June 30 – July 6. – Novosibirsk, 2014. – Part II. – P. 120.

10. Kovasznay L.S.G. The hot-wire anemometer in supersonic flow // J. Aero Sciences. – 1950. – Vol. 17, № 9. – P. 565–572.

Представлены результаты восстановления импеданса и акустического поля в канале для однослойной звукопоглощающей конструкции, геометрические параметры которой были выбраны из условия максимального затухания на частоте в районе 1800 Гц. Измерения для одного
и того же образца проводились на двух установках: в Центральном аэрогидродинамическом институте и в Центре акустических исследований Пермского национального исследовательского политехнического университета. Измерения проводились при отсутствии потока. Для восстановления импеданса использовался вариант метода Прони, когда постоянные распространения в канале, соответствующие модам, распространяющимся в прямом и обратном направлении, определяются с помощью четырех микрофонов, расположенных на жесткой стенке на одинаковом расстоянии в зоне образца, не слишком близко к переднему краю – четырехмикрофонный метод определения импеданса. Показано, что результаты восстановления импеданса по измерениям на двух установках достаточно хорошо соответствуют друг другу.

Ключевые слова: уровень звукового давления, импеданс, прямая и обратная моды, микрофон, волновое уравнение, граничное условие.

Соболев Анатолий Федорович (Москва, Россия) – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник акустического отделения (НИО-9) Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (105005, г. Москва, ул. Радио, д. 17, e-mail: aeroacoustics@tsagi.ru); ведущий научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29).

Остриков Николай Николаевич (Москва, Россия) – кандидат физико-математических наук, начальник отдела акустического отделения (НИО-9) Центрального аэрогидродинамического института им. про­фессора Н.Е. Жуковского (105005, г. Москва, ул. Радио, д. 17, e-mail: aeroacoustics@tsagi.ru); ведущий научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29).

Аношкин Александр Николаевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Механика композиционных материалов и конструкций» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: anoshkin@pstu.ru).

Пальчиковский Вадим Вадимович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: vvpal@bk.ru).

Бурдаков Руслан Вячеславович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», младший научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 93, e-mail: ruslan.burdakof@yandex.ru).

Ипатов Максим Сергеевич (Москва, Россия) – инженер 2-й категории акустического отделения (НИО-9) Центрального аэрогид­родинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (105005, г. Москва, ул. Радио, д. 17, e-mail: zpknio9@ mail.ru).

Остроумов Максим Николаевич (Москва, Россия) – инженер 2-й категории акустического отделения (НИО-9) Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (105005, г. Москва, ул. Радио, д. 17, e-mail: zpknio9@ mail.ru).

Яковец Михаил Александрович (Москва, Россия) – инженер акустического отделения (НИО-9) Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (105005, г. Москва, ул. Радио, д. 17, e-mail: aeroacoustics@ tsagi.ru).

1. ASTM E1050-08. Standard test method for impedance and
absorption of acoustical materials using a tube, two microphones and a digital frequency analysis system / ASTM International, 2008. – URL: http://www.astm.org/Standarts/E1050.htm (дата обращения: 15.03.2016).

2. Schultz T., Cattafesta L., Sheplak M. Comparison of the two-microphone method and a modal decomposition method for acoustic impedance testing // AIAA. – 2006. – Paper 2006–2695.

3. Ипатов М.С., Остроумов М.Н., Соболев А.Ф. Определение импеданса образцов ЗПК на интерферометре при нормальном падении звука в расширенной области частот // Тр. первой Всерос. конф. по акустике. 6–9 октября 2014 г. – М., 2014.

4. Соболев А.Ф. Полуэмпирическая теория однослойных сотовых звукопоглощающих конструкций с лицевой перфорированной панелью // Акустический журнал. – 2007. – Т. 53, № 6. – С. 861–872.

5. Yu J., Ruiz M., Kwan H.W. Validation of Goodrich perforate
liner impedance model using NASA Langley test data // AIAA. – 2008. – Paper 2008–2930.

6. Comparative study of impedance eduction methods. Part 2: NASA tests and methodology / M.G. Jones, W.R. Watson, B.M. Howerton, S. Busse-Gerstengarb // AIAA. – 2013. – Paper 2013–2125.

7. Abom M. Measurement of the scattering-matrix of acoustical two-ports // Mechanical Systems and Signal Processing. – 1991. – Vol. 5, № 2. – P. 89–104.

8. Watson W.R., Jones M.G., Parrott T.L. Validation of an impedance eduction method in flow // AIAA Journal. – 1999. – Vol. 37, № 7. –
P. 818–824.

9. Impedance eduction in the presence of shear flow / W.R. Watson, M.B. Tracy, M.G. Jones, T.L. Parrott // AIAA. – 2001. – Paper 2001–2263.

10. Watson W.R., Tanner S.E., Parrott T.L. Optimization method for educing variable-impedance liner properties // AIAA Journal. – 1998. – Vol. 36, № 1. – P. 18–23.

11. Jones M.G., Parrott T.L., Watson W.R. Comparison of acoustic impedance eduction techniques for locally-reacting liners // AIAA. – 2003. – Paper 2003–3306.

12. Comparison of two waveguide methods for educing liner impedance in grazing flow / M.G. Jones, W.R. Watson, M.B. Tracy, T.L. Parrott  // AIAA Journal. – 2004. – Vol. 42, № 2. – P. 232–240.

13. Jones M.G., Watson W.R., Parrott T.L. Design and evaluation of modifications to the NASA Langley flow impedance tube // AIAA. – 2004. – Paper 2004–2837.

14. Gallman J.M., Kunze R.K. Grazing flow acoustic impedance tes­ting for the NASA AST Program // AIAA. – 2002. – Paper 2002–2447.

15. Elnady T., Bodén H. On semi-empirical liner impedance modeling with grazing flow // AIAA. – 2003.– Paper 2003–3304.

16. Elnady T., Boden H., Elhadidi B. Validation of an inverse semi-analytical technique to educe liner impedance // AIAA Journal. – 2004. –  Vol. 47, № 12. – P. 2386–2844.

17. Development and qualification of an in-situ grazing flow impe­dance measurement facility / J.C. Simonich, B.L. Morin, S. Narayanan, W.P. Patrick  // AIAA. – 2006. – Paper 2006–2640.

18. Validation of an inverse analytical technique to educe liner impedance with grazing flow / T. Elnady, M. Musharraf, H. Boden, B. Elha­didi  // AIAA. – 2006. – Paper 2006–2639.

19. Jing X., Peng S., Sun X. A straightforward method for wall impedance eduction in a flow duct // J. Acoust. Soc. Am. – 2008. – Vol. 124, № 1. – P. 227–234.

20. Watson W.R., Jones M.G. Impedance eduction in ducts with higher-order modes and flow // AIAA. – 2009. – Paper 2009–3236.

21. Jones M.G., Watson W.R., Nark D.M. Effects of flow profile on educed acoustic liner impedance // AIAA. – 2010. – Paper 2010–3763.

22. Piot E., Primusy J., Simonz F. Liner impedance eduction techni­que based on velocity fields // AIAA. – 2012. – Paper 2012–2198.

23. Determination of the impedance for lined ducts with grazing flow / L. Enghardt, A. Fischery, A. Schulzz, S. Busse-Gerstengarbex // AIAA. –2012. – Paper 2012–2243.

24. Zhou L., Bodén H. A systematic uncertainty analysis for liner impedance eduction technology // Journal of Sound and Vibration. – 2015. – Vol. 356. – P. 86–99.

25. Schulze M., Sattelmayer T. Frequency domain simulations for the determination of liner effects on longitudinal wave propagation // Aeroacoustics. – 2015. – Vol. 14, № 7. – P. 1025–1047.

26. Соболев А.Ф. Определение импеданса образцов ЗПК на установке «интерферометр с потоком» // Тр. первой Всерос. конф. по акустике. 6–9 октября 2014 г. – М., 2014.

27. Соболев А.Ф., Ипатов М.С., Остроумов М.Н. Исследования по созданию экспериментальной установки «Интерферометр с потоком» // Материалы третьей открытой всерос. конф. по аэроакустике.
30 сентября – 04 октября 2013 г. – М., 2013. – С. 81–83.

28. Соболев А.Ф. Повышение эффективности снижения шума
в канале с потоком при наличии звукопоглощающих облицовок // Акустический журнал. – 1999. – Т. 45, № 3. – С. 404–413.

Знание модального состава звукового поля в воздухозаборном канале авиационного двигателя является необходимым условием разработки эффективных звукопоглощающих конструкций, обеспечивающих максимальное затухание звука при его распространении вдоль канала.

Описывается разработанная экспериментальная установка, предназначенная для генерации вращающихся звуковых мод в канале и отработки методик измерений этих мод в отсутствии потока. Экспериментальная установка включает в себя полномасштабный воздухозаборник авиационного двигателя; вращающиеся моды создаются с помощью 34 акустических драйверов JBL 2451H. Для измерения создаваемых мод в канале воздухозаборника была установлена оптимизированная кольцевая микрофонная решетка, состоящая из 100 микрофонов Bruel & Kjaer 4944, и с ее помощью проведены измерения модального состава звукового поля. Эксперименты были выполнены в новой заглушенной камере Пермского национального исследовательского политехнического университета.

Показано, что кольцевая микрофонная решетка позволяет корректно идентифицировать азимутальные акустические моды и их комбинации. Проводится анализ рабочей области (частоты и диапазон номеров мод), где может применяться разработанная экспериментальная установка. По итогам испытаний данная микрофонная решетка была рекомендована для установки
в канале воздухозаборника авиационного двигателя на открытом стенде для натурных испы­таний.

Ключевые слова: аэроакустика, азимутальные моды, воздухозаборник, авиационный двигатель, микрофонная решетка, заглушенная камера.

Берсенев Юлий Владимирович (Пермь, Россия) – ведущий инженер лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: bersenev@avid.ru).

Вискова Татьяна Александровна (Пермь, Россия) – инженер лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: fadeeva-ta@avid.ru).

Беляев Иван Валентинович (Москва, Россия) – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник акустического отделения (НИО-9) Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (105005, г. Моск­ва, ул. Радио, д. 17, e-mail: aeroacoustics@tsagi.ru).

Пальчиковский Вадим Вадимович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: vvpal@bk.ru).

Бурдаков Руслан Вячеславович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», младший научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: ruslan.burdakof@yandex.ru).

1. Peak N., Parry A.B. Modern challenges facing turbomachinery aeroacoustics // Ann. Rev. Fluid Mech. – 2012. – Vol. 44. – P. 227–248.

2. Astley R.J. Propulsion system noise: Turbomachinery // Encyclopedia of Aerospace Engineering. – Hoboken: John Wiley & Sons, 2010.

3. Rienstra S.W. Fundamentals of duct acoustics // VKI Lecture Notes Series / Von Karman Institute. – Sint-Genesius-Rode, 2015.

4. Русаков С.М., Синер А.А., Усанин А.М. Методика анализа шума лопаточных машин на основе численной модели распространения // Ученые записки ЦАГИ. – 2012. – Т. 43, № 4. – С. 83–94.

5. Inlet mode measurements with an inflow control device microphone array / J.H. Lan, W. John, J.W. Premo, D.L. Sutliff // AIAA. – 2002. – Paper 2002–2563.

6. Farassat F., Nark D.M., Thomas R.H. The detection of radiated modes from ducted fan engines // AIAA. – 2001. – Paper 2001–2138.

7. Holste F. An equivalent source method for calculation of the sound radiated from aircraft engines // Journal of Sound and Vibration. – 1997. – Vol. 203, № 4. – Р. 667–695.

8. Castres F.O., Joseph P.F. Experimental investigation of an inversion technique for the determination of broadband duct mode amplitudes by the use of near-field sensor arrays // J. Acoust. Soc. Am. – 2007. – Vol. 122, № 2. – P. 848–859.

9. Lewy S. Numerical inverse method predicting acoustic spinning modes radiated by a ducted fan from free-field test data // J. Acoust. Soc. Am. – 2008. – Vol. 124, № 1. – P. 247–256.

10. Koch L.D. An experimental study of fan inflow distortion tone noise // AIAA. – 2009.– Paper 2009–3290.

11. Применение метода плоского бимформинга к идентификации вращающихся звуковых мод / Ю.В. Берсенев, Т.А. Вискова, И.В. Беляев, В.В. Пальчиковский, О.Ю. Кустов, В.В. Ершов, Р.В. Бурдаков // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2016. – № 1. – С. 26–38.

12. Rademaker E.R., Sijtsma P., Tester B.J. Mode detection with an optimized array in a model turbofan engine intake at varying shaft speeds // AIAA. – 2001. – Paper 2001–2181.

13. Sutliff D.L. Turbofan duct mode measurements using a continuously rotating microphone rake // Int. J. Aeroacoustics. – 2007. – Vol. 6, № 2. – Р. 147–170.

14. Экспериментальное исследование звукопоглощения акустических клиньев для заглушенных камер / И.В. Беляев, А.Ю. Голубев, А.Я. Зверев, С.Ю. Макашов, В.В. Пальчиковский, А.Ф. Соболев, В.В. Черных // Акустический журнал. – 2015. – Т. 61,  № 5. – С. 636–644.

15. Sijtsma P., Zillmann J. In-duct and far-field mode detection
techniques for engine exhaust noise measurements // AIAA. – 2007. –
Paper 2007–3439.

Приводятся первые результаты по экспериментальной диагностике аэроакустических свойств фундаментального объекта механики жидкости и газа – турбулентного вихревого кольца, которые были получены с помощью современных методов многоканальных акустических измерений и постпроцессинга.

Шум вихревого кольца удается различить на фоне помех только в специальных акустически заглушенных камерах. В данной работе регистрация шума свободно летящего вихревого турбулентного кольца проводилась в заглушенной камере размерами 10×6,7×4,1 м, недавно построенной и введенной в эксплуатацию в лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа Пермского национального исследовательского политехнического университета. В результате проведенных экспериментов удалось выделить шум кольца и получить усредненные по ансамблю реализаций узкополосные спектры звукового давления, что говорит о хорошем акустическом качестве разработанного и изготовленного генератора вихрей и введенной в эксплуатацию в ПНИПУ акустической заглушенной камеры в целом. Эти эксперименты, в свою очередь, дают возможность проведения на их основе тонких аэроакустических исследований.

Ключевые слова: турбулентное вихревое кольцо, аэроакустика, заглушенная камера, поршневой генератор вихрей. 

Копьев Виктор Феликсович (Москва, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, начальник акустического отделения (НИО-9) Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (105005, г. Москва, ул. Радио, д. 17, e-mail: vkopiev@tsagi.ru); научный руководитель лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29).

Зайцев Михаил Юрьевич (Москва, Россия) – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник акустического отделения (НИО-9) Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (105005, г. Москва, ул. Радио, д. 17, e-mail: aeroacoustics@tsagi.ru); ведущий научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29).

Пальчиковский Вадим Вадимович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: vvpal@bk.ru).

Храмцов Игорь Валерьевич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», младший научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: igorhrs92@mail.ru).

Берсенев Юлий Владимирович (Пермь, Россия) – ведущий инженер лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: bersenev@avid.ru).

1. Белоцерковский С.М., Гиневский А.С. Моделирование турбулентных струй и следов на основе метода дискретных вихрей. – М.: Физматлит, 1995. – 368 с.
2. Ламб Г. Гидродинамика. – М.: Гостехиздат, 1947. – 928 с.
3. Бэтчелор Д. Введение в динамику жидкости. – М.: Мир, 1973. – 760 с.
4. Saffman P.G. Vortex dynamics. – Cambridge: University press, 1992. – 311 p.
5. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. – М.: Наука, 1977. – 407 с.
6. Shariff K., Leonard A. Vortex rings // Annu. Rev. Fluid Mech. – 1992.  – Vol. 24.  – P. 235–279.
7. Сэффмэн Ф. Динамика завихренности // Современная гидродинамика. Успехи и проблемы. – М.: Мир, 1984. – C. 77–90.
8. Онуфриев А.Т. Теория движения вихревого кольца под действием силы тяжести. Подъем облака атомного взрыва // Прикладная механика и техническая физика. – 1967. – № 2. – С. 3–15.
9. Луговцов Б.А. О движении турбулентного вихревого кольца
   и переносе им пассивной примеси // Некоторые проблемы математики и механики. – Л.: Наука, 1970. – С. 76–93.
10. Maxworthy T. The structure and stability of vortex rings // J. Fluid Mech. – 1972. – Vol. 51. – P. 15–32.
11. Maxworthy T. Turbulent vortex rings // J. Fluid Mech. – 1974. –  Vol. 64, № 2. – P. 227–239.
12. Maxworthy T. Some experimental studies of vortex rings // J. Fluid Mech. – 1977. – Vol. 81. – P. 465–489.
13. Владимиров В.А., Тарасов В.Ф. Структура турбулентности вблизи ядра кольцевого вихря // Докл. АН СССР. – 1979. – Т. 245,
    № 6. – C. 1325–1328.
14. Ахметов Д.Г., Кисаров О.П. Гидродинамическая структура кольцевого вихря // Прикладная механика и техническая физика. – 1966. – № 4. – С. 120–123.
15. Glezer A., Coles D. An experimental study of a turbulent vortex ring // J. Fluid Mech. – 1990. – Vol. 211. – P. 243–284.
16. Tung С., Ting L. Motion and decay of a vortex ring // Phys. Fluids. – 1967. – Vol. 10, № 5. – P. 901–910.
17. Saffman P.G. The velocity of viscous vortex rings // Stud. Арр1. Math. – 1970. – Vol. 49, № 4. – P. 371–380.
18. Johnson G.M. An empirical model on the motion of turbulent vortex rings // AIAA Journal. – 1971. – Vol. 9. – P. 763–764.
19. Тарасов В.Ф. Оценка некоторых параметров турбулентного вихревого кольца // Динамика сплошной среды: сб. науч. тр. / СО РАН СССР. – 1973. – Вып. 14. –  С. 120–127.
20. Ван-Дайк М. Альбом течений жидкости и газа. – М.: Мир, 1986. – 184 с.
21. Владимиров В.А., Луговцов Б.А., Тарасов В.Ф. Подавление турбулентности в ядрах концентрированных вихрей // Прикладная механика и техническая физика. – 1980. – № 5. – С. 69–76.
22. Weigand А., Garib M. On the evolution of laminar vortex rings // Exp. Fluids. – 1997. – Vol. 22. – P. 447–457.
23. Gan L., Nickels T.B. An experimental study of turbulent vortex rings during their early development // J. Fluid Mech. – 2010. – Vol. 649. – P. 467–496.
24. Gan L., Nickels T.B., Dawson J.R. An experimental study of a turbulent vortex ring: a three-dimensional representation // Exp. Fluids. – 2011.  – Vol. 51.  – P. 1493–1507.
25. Ran H., Colonius T. Numerical simulation of the sound radiated from a turbulent vortex ring // Int. J. Aeroacustics. – 2010. – Vol. 8, № 4. – P. 317–336.
26. Kambe T. Vortex sound with special reference to vortex rings: theory, computer simulations, and experiments // Int. J. Aeroacustics. – 2010. – Vol. 9, № 1–2. – P. 51–89.
27. Shariff K., Verzicco R., Orlandi P. A numerical study of the threedimensional vortex ring instabilities: viscous corrections and early nonlinear stage // J. Fluid Mech. – 1994. – Vol. 279. – P. 351–375.
28. Numerical simulation and PIV study of compressible vortex ring evolution / T. Murugan, S. De, C.L. Dora, D. Das // Shock Waves. – 2012. – Vol. 22. – P. 69–83.
29. Ghosh D., Baeder J.D. High-order accurate incompressible navier–stokes algorithm for vortex-ring interactions with solid wall // AIAA Journal. – 2012. – Vol. 50, № 11. – P. 2408–2422.
30. Копьев В.Ф., Чернышев С.Л. Развитие методов вычислительной аэроакустики в ЦАГИ // Параллельные вычисления и задачи управления PACO’2012: тр. 6-й междунар. конф. – М., 2012. – Т. 3. – С. 254–265.
31. Излучение звука турбулентным вихревым кольцом / М.Ю. Зайцев, В.Ф. Копьев, А.Г. Мунин, А.А. Потокин  // Докл. АН СССР. – 1990. – Т. 312, № 5. – C. 1080–1083.
32. Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю. Исследование структуры узкополосного сигнала в шуме вихревого кольца // Акустика неоднородных сред / СО РАН. – 1992. – Вып. 105. – С. 167–170.
33. Зайцев М.Ю., Копьев В.Ф. О механизме излучения звука турбулентным вихревым кольцом // Акустический журнал. – 1993. – Т. 39, № 6. – С. 1068–1074.
34. Зайцев М.Ю., Копьев В.Ф. О смещении пика в спектре излучения вихревого кольца // Ученые записки ЦАГИ. – 1998. – Т. XXIX, № 3–4. – С. 83–91.
35. Разработка генератора вихревых колец со сменными сопловыми насадками / И.В. Храмцов, П.В. Писарев, В.В. Пальчиковский, Р.В. Бульбович, В.В. Павлоградский // Актуальные проблемы современного машиностроения: сб. тр. междунар. науч.-практ. конф. – Юрга, 2014. – С. 194–199.

Рассматриваются экспериментальные исследования эффекта экранирования экранами простых геометрических форм для маломасштабных моделей авиационных источников шума, выполненных в заглушенной камере Центрального аэрогидродинамического института АК-2.
В качестве источника шума струи использовалась модель двухконтурного сопла перспективного двигателя большой двухконтурности, а в качестве источника шума винта – винтовой прибор с установленной на нем моделью шестилопастного винта. Экранами служили выполненные из различных материалов прямоугольные пластины различной толщины. Все измерения проводились при отсутствии спутного потока. Показано, что снижение шума струи двигателя большой двухконтурности при помощи эффекта экранирования зависит от угла наблюдения, взаимного расположения сопла и экрана, а также обработки края сопла. В целом эффективность экранирования шума круглой струи, истекающей из сопел без элементов шумоглушения, невелика и наблюдается на частотах свыше 2 кГц, а на частотах ниже 1,5 кГц, наоборот, имеет место усиление шума струи. Такое поведение объясняется эффектом взаимодействия струи с острой кромкой экрана. Экранирование сопел с шевронной и гофрированной обработкой приводит к существенно большему снижению шума струи. Однако, как и для случая круглой струи, при близком расположении экрана к соплу наблюдается усиление шума на частотах ниже 1,5 кГц. При экранировании шума винта проявляются разнонаправленные эффекты: экранирование тонального шума носит нерегулярный характер и может привести как к снижению шума тональных гармоник, так и к его усилению в зависимости от номера гармоники, угла наблюдения и расстояния между экраном и кончиком винта. В отличие от тонального шума экранирование широкополосного шума имеет достаточно высокую эффективность, которая слабо зависит от расстояния между экраном и кончиком винта.

Ключевые слова: дифракция, экранирование шума струи, экранирование шума винта, эффективность экранирования шума, акустическая долговечность.

Остриков Николай Николаевич (Москва, Россия) – кандидат физико-математических наук, начальник отдела акустического отделения (НИО-9) Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (105005, г. Москва, ул. Радио, д. 17, e-mail: aeroacoustics@tsagi.ru); ведущий научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29).

Денисов Станислав Леонидович (Москва, Россия) – инженер акустического отделения (НИО-9) Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (105005, г. Моск­­ва, ул. Радио, д. 17, e-mail: stl.denisov@ gmail.com).

Медведский Александр Леонидович (Жуковский, Россия) – доктор физико-математических наук, доцент, директор департамента координации и сопровождения государственных программ Национального исследовательского центра «Институт им. Н.Е. Жуковского» (140180, Россия, г. Жуковский, ул. Жуковского, д. 1, e-mail: mdv66@ mail.ru).

1. Von Glahn U., Groesbeck D., Reshotko M. Geometry conside­ra­tions for jet noise shielding with CTOL engine-over-the-wing concept // AIAA. – June 1974. – Paper 74–568.

2. Von Glahn U., Groesbeck D., Wagner J. Wing shielding of high-velocity jet and shock-associated noise with cold and hot flow jets // AIAA. – July 1976. – Paper 76–547.

3. Maekawa Z. Noise Reduction by Screens // Journal of Applied Acoustics. – 1968. – Vol. 1. – P. 157–173.

4. Tinetti A., Dunn M. Aeroacoustic noise prediction using the fast scattering code // AIAA. – May 2005. – Paper 2005–3061.

5. Tinetti A., Dunn M. Scattering of high frequency duct noise by full-scale hybrid wing body configurations // AIAA. – May 2009. – Paper 2009–3400.

6. Hileman J., Spakovsky Z., Drela M. Airframe design for silent fuel- efficient aircraft // Journal of Aircraft. – 2010. – Vol. 47, № 3. – P. 956–969.

7. Papamoschou D. Prediction of jet noise shielding // AIAA. –
Jan 2010. – Paper 2010–653.

8. Colas D., Spakovszky Z. A turbomachinery noise shielding framework based on the modified theory of physical optics // AIAA. – May 2013. – Paper 2013–2136.

9. Papamoschou D., Mayoral S. Experiments on shielding of jet noise by airframe surface // AIAA. – May 2009. – Paper 2009–3326.

10. Papamoschou D., Mayoral S. Effects of source redistribution on jet noise shielding // AIAA. – Jan. 2010. – Paper 2010–652.

11. Nurkan T., Ahuja K. Determination of geometric farfield for ducted and unducted rotors // International Journal of Aeroacoustics. – 2012. – Vol. 11, № 5, 6. – P. 607–628.

12. Nurkan T., Ahuja K., Gaeta R. Validity of the point source assum­p­tion in rotor noise measurements with shielding // AIAA. – Jan. 2010. –
Paper 2010–3853.

13. Ostrikov N., Denisov S. Airframe shielding of noncompact aviation noise sources: theory and experiment // AIAA. – June 2015. – Paper 2015–2136.

14. Clarkson B. Stresses in skin panels subjected to random acoustic loading // The Aeronautical Journal. – 1968. – Vol. 72, № 695. – Р. 1000–1010.

15. Денисов С.Л., Медведский А.Л. Отклик ортотропных пластин на широкополосное акустическое воздействие при различных видах взаимной спектральной плотности действующей нагрузки // Механика композиционных материалов. – 2012. – Т. 18, № 4. – С. 527–543.

16. Денисов С.Л., Медведский А.Л., Паранин Г.В. Изучение долговечности изотропных пластин при широкополосном акустическом нагружении с различными видами функции взаимной спектральной плотности // Ученые записки ЦАГИ. – 2014. – Т. XLV, № 2. – С. 118–136.

17. Xiao Y., White R., Aglietti G. Comparison of structural response and fatigue endurance of aircraft flap-like box structures subjected to acoustic loading // Journal Acoustic Society of America. – 2005. – Vol. 117, № 5. – P. 2820–2834.

18. Papamoschou D. Wavepacket modeling of the jet noise source // AIAA. – June 2011. – Paper 2011–2835.

19. Papamoschou D. Modeling of jet-by-jet siffraction // AIAA. –  Jan. 2013. – Paper 2013–0614.

20. Kopiev V.F., Ostrikov N.N., Chernyshev S.A., Elliott J.W. Aeroacoustics of supersonic jet issued from corrugated nozzle: new approach and prospects // International Journal of Aeroacoustics. – 2004. –  Vol. 3, № 3. – P. 199–228.

21. Kopiev V.F, Ostrikov N.N., Axisymmetrical instability wave control due to resonance coupling of azimuthal modes in high-speed jet issuing from corrugated nozzle // AIAA. – May 2012. – Paper 2012–2144.

22. Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Остриков Н.Н. Снижение шума дозвуковой струи за счет гофрированной формы сопла // Акустический журнал. – 2013. – Т. 59, № 2. – C. 232–234.

23. Газодинамические и акустические характеристики нетрадиционных схем реактивных сопел / Е.В. Власов, Г.Н. Лаврухин, Д.В. Мерекин  [и др.] // Ученые записки ЦАГИ. – 2003. – Т. XXXIV, № 3. – C. 24–34.

24. Papamoschou D., Mayoral S. Jet noise shielding for advanced hybrid wing-body configurations // AIAA. – 2011. – Paper 2011–912. 

Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей диффузионного горения круглой микроструи водорода при различной пространственной ориентации вектора скорости истечения круглой микроструи водорода относительно направления вектора ускорения силы тяжести земли g. Особое внимание было уделено исследованию характеристик развития так называемой области «перетяжки» пламени и ее роли в процессе диффузионного горения микроструи водорода в настоящих условиях. Обнаружено, что при диффузионном горении водорода в круглой микроструе в условиях направленности вектора скорости истечения струи обратно и перпендикулярно вектору ускорения земной гравитации (g) основные характеристики развития пламени в зависимости от скорости истечения струи практически совпадают. Однако в ситуации диффузионного горения водорода в круглой микроструе при направлении вектора скорости истечения струи, совпадающем с направлением вектора ускорения земной гравитации (g), основные характеристики развития пламени в зависимости от скорости истечения струи резко отличаются от двух предыдущих случаев. Сокращается диапазон существования области «перетяжки» пламени, отрыв пламени происходит в отсутствие области «перетяжки» пламени, и момент прекращения горения микроструи наступает при значительно большей скорости ее истечения.

Ключевые слова: круглая микроструя водорода, диффузионное горение, вектор ускорения земной гравитации (g), область «перетяжки» пламени, теневой метод исследования, теневые картины горения.

Козлов Виктор Владимирович (Новосибирск, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Хрис­тиано­вича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Инcтитутcкая, д. 4/1, e-mail: kozlov@itam.nsc.ru), профессор Новосибирского государственного университета (630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, д. 2).

Грек Генрих Рувимович (Новосибирск, Россия) – доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Инcтитутская, д. 4/1, e-mail: grek@ itam.nsc.ru).

Коробейничев Олег Павлович (Новосибирск, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Инcтитутская, д. 3, e-mail: korobein@ kinetics.nsc.ru).

Литвиненко Юрий Алексеевич (Новосибирск, Россия) – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Инcтитутская, д. 4/1, e-mail: litur@itam.nsc.ru).

Шмаков Андрей Геннадиевич (Новосибирск, Россия) – кандидат химических наук, заведующий лабораторией, замдиректора Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Инcтитутская, д. 3, e-mail: shmakov@kinetics.nsc.ru).

1. Abid M. Simulation numeriques directes de la dynamique de transition tridimensionnelle des jets axisymetriques. Ph. D. thesis. – Ecole Normale Superieure de Paris, 1993.

2. Brancher P., Chomaz J.M., Huerre P. Direct numerical simulation of round jets: Vortex induction and side jets // Phys. Fluids. – 1994. – № 6. – P. 1768.

3. Secondary instability of a temporally growing mixing layer /
R.W. Metcalfe, S.A. Orszay, M.E. Brachet, S. Menon, J.J. Riley // J. Fluid Mech. – 1987. – № 184. – P. 207.

4. Crow S.C., Champagne F.H. Orderly structure in jet turbulence //
J. Fluid Mech. – 1971. – Vol. 48. – P. 547–591.

5. Bernal L.P., Roshko A. Streamwise vortex structure in plane mixing layers // J. Fluid Mech. – 1986. – № 170. – P. 499.

6. Lasheras J.C., Cho J.S., Maxworthy T. On the origin and evolution of streamwise vortical structures in plane free shear layer // J. Fluid Mech. – 1986. – № 172. – P. 231.

7. Liepmann D., Gharib M. The role of streamwise vorticity in the near-field entrainment of round jets // J. Fluid Mech. – 1992. – Vol. 245.–  P. 643–668.

8. The spreading of self-excited hot jets by side jets / P.A. Mon­kewitz, B. Lehmann, B. Barsikow, D.W. Bechert // Phys. Fluids. – 1989. – A 1. – P. 446.

9. Monkewitz P.A., Pfizenmaier E. Mixing by side jets in strongly forced and self-excited round jets // Phys. Fluids. – 1991. – A 3. – P. 1356.

10. Влияние начальных условий на срезе сопла на структуру круглой струи / Г.В. Козлов, Г.Р. Грек, А.М. Сорокин, Ю.А. Литвиненко // Теплофизика и аэромеханика. – 2008. – Т. 15, № 1. – С. 59–73.

11. Влияние начальных условий на срезе сопла на структуру течения и устойчивость плоской струи / Г.В. Козлов, Г.Р. Грек, А.М. Сорокин, Ю.А. Литвиненко // Вестник НГУ. Сер.: Физика. – 2008. – Т. 3, вып. 3. – С. 14–33.

12. Subsonic round and plane macrojets and microjets in a transverse acoustic field / Yu.A. Litvinenko, G.R. Grek, V.V. Kozlov, G.V. Kozlov // Doklady Physics. – 2011. – Vol. 56, № 1. – P. 26–31.

13. Грек Г.Р., Козлов В.В., Литвиненко Ю.А. Устойчивость дозву­ко­вых струйных течений: учеб. пособие / Новосиб. гос. ун-т. – Ново­си­бирск, 2012. – 208 с.

14. Stability of subsonic microjet flows and combustion / V.V. Koz­lov, G.R. Grek, M.M. Katasonov, O.P. Korobeinichev, Yu.A. Litvinenko, A.G. Shmakov // Journal of Flow Control, Measurement & Visualization (JFCMV). – 2013. – Vol. 3, iss. 1. – P. 108–111.

15. Особенности горения пропана в круглой и плоской мини-
и микроструе в поперечном акустическом поле при малых числах Рейнольдса / Г.Р. Грек, М.М. Катасонов, В.В. Козлов, О.П. Коробейничев, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков // Вестник НГУ. Сер.: Физика. – 2013. – Т. 8, вып. 3. – С. 98–119.

16. Особенности горения водорода в круглой и плоской микроструе в поперечном акустическом поле и их сравнение с результатами горения пропана в тех же условиях / В.В. Козлов, Г.Р. Грек, О.П. Коробейничев, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков // Вестник НГУ. Сер.: Физика. – 2014. – Т. 9, вып. 1. – С. 79–86.

17. Структура пламени при горении пропана в круглой и плоской микроструе в поперечном акустическом поле при малых числах Рейнольдса / В.В. Козлов, Г.Р. Грек, М.М. Катасонов, О.П. Коробейничев, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков // Докл. АН (ДАН). – 2014. – Т. 459, № 5. – С. 562–566.

18. Kozlov V.V., Grek G.R., Litvinenko Yu.A. Visualization of conventional and combusting subsonic jet instabilities. – Dordrecht: Springer-book, 2015. – 127 с. DOI 10.1007/978-3-319-26958-0

19. Oh J., Heo P., Yoon Y. Acoustic excitation effect on NО_x reduction and flame stability in a lifted non-premixed turbulent hydrogen jet with coaxial air // International journal of hydrogen energy. – 2009. – Vol. 34. – Р. 7851–7861.

20.  Flame-vortex interaction and mixing behaviors of turbulent non-premixed jet flames under acoustic forcing / M. Kim, Y. Choi, J. Oh, Y. Yoon // Combustion and Flame. – 2009. – Vol. 156. – P. 2252–2263.

21. Suzuki M., Ikura S., Masuda W. Comparison between acoustically-excited diffusion flames of tube and slit burners // Proc. of the 11th Asian Symposium on Visualization. – Niigata, 2011. – P. 1–6.

22. Кривокорытов М.С., Голуб В.В., Володин В.В. Влияние акустических колебаний на диффузионное горение метана // Письма
в журнал технической физики. – 2012. – Т. 38, № 10. – С. 57–63.

23. Различные режимы диффузионного горения круглой струи водорода в воздухе / А.Г. Шмаков, Г.Р. Грек, В.В. Козлов, О.П. Коробейничев, Ю.А. Литвиненко  // Вестник НГУ. Сер.: Физика. – 2015. –  Т. 10, вып. 2. – C. 27–41.

24. Диффузионное горение водорода (круглое скошенное сопло) / Г.Р. Грек, М.М. Катасонов, Г.В. Козлов, М.В. Литвиненко // Вестник НГУ. Сер.: Физика. – 2015. – Т. 10, вып. 2. – C. 42–51.

25. Структура присоединенного диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из щелевого сопла / Ю.А. Литвиненко, Г.Р. Грек, В.В. Козлов, О.П. Коробейничев, А.Г. Шмаков // Вестник НГУ. Сер.: Физика. – 2015. – Т. 10, вып. 2. – C. 52–66.

26. Agrawal A.K., Albers B.W., Alammar K.N. Effects of buoyancy on transitional hydrogen gas-jet diffusion flames // Combustion Science and Technology. – 2005. – Vol. 177, № 2. – P. 305–322.

Приводятся результаты экспериментальных исследований течений в донной области модели трехблочной ракетной системы с параллельным расположением блоков при истечении струй холодного воздуха в спутный сверхзвуковой поток. Эксперименты проведены в сверхзвуковой аэродинамической трубе в диапазоне чисел Маха набегающего потока М_¥ = 3…6 при числах Рейнольдса Re = (8…49) ∙ 10⁶ из расчета на метр и вариации степени нерасчетности истекающих струй в диапазоне n = 0…380. Предмет исследований – влияние струй на распределение донного давления на блоках, визуализация картины донных течений. В модели использовались сопла  
с числами Маха для истекающего потока М_j = 3,55; 3,02 и с отношениями диаметра выходного сечения к диаметру корпуса модели соответственно 0,5 и 0,192. Показано, что основным обобщающим параметром, описывающим закономерности изменения относительного донного давления, является коэффициент тяги (модельных) двигателей.

Ключевые слова: трехблочная компоновка, истечение недорасширенных струй, набегающий сверхзвуковой поток, донное давление, степень нерасчетности истекающих струй, коэффициент тяги.

Запрягаев Валерий Иванович (Новосибирск, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, д. 4/1, e-mail: zapr@ itam.nsc.ru).

Локотко Анатолий Викторович (Новосибирск, Россия) – доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Института тео­ретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, д. 4/1, e-mail: lok@ itam.nsc.ru).

1. Петров К.П. Аэродинамика транспортных космических систем. – М.: Эдиториал, 2000. – 368 с.

2. Исследования на модели ракеты-носителя рециркуляции газов в донной области / А.Г. Ереза, Ю.Н. Ермак, В.Я. Нейланд  [и др.] // Известия РАН. Механика жидкости и газа. – 2008. – № 4. – C. 62–70.

3. Определение газодинамических и геометрических факторов, влияющих на параметры среды и теплообмен в донных областях ЛА /
И.И. Юрченко, А.С. Кудинов, И.Н. Каракотин, А.В. Ваганов  // Двойные технологии. – 2011. – № 2(55). – С. 42–46.

4. Экспериментальное исследование донного давления на цилиндрической модели с истечением струи в спутном сверхзвуковом потоке / В.И. Запрягаев, С.В. Никифоров, А.В. Локотко, А.А. Павлов, А.В. Чернышев, В.Д. Баннинк, Г. Оттенс, Дж. Майларт // Аэромеханика и газовая динамика. – 2003. – № 3. – С. 48–56.

5. Харитонов А.М. Техника и методы аэрофизического эксперимента. Ч. 1. Аэродинамические трубы и газодинамические установки. – Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та, 2005. – 456 с.

6. Шлягун А.Н. Донное давление и характеристики отрывной зоны на теле вращения при истечении недорасширенной струи в спутный сверхзвуковой поток // Труды ЦАГИ. – 1979. – Вып. 2017. – С. 3–26.

7. Чжен П. Отрывные течения. – М.: Мир, 1973. – Т. 3. – 335 с.

8. Ван-Дайк М. Альбом течений жидкости и газа. – М.: Мир, 1986. – 184 с.

9. Швец А.И., Швец И.Т. Газодинамика ближнего следа. – Киев: Наук. думка, 1976. – 384 с.

10. Головина Н.В., Лаврухин Г.Н. Донное давление трехмерных донных уступов при наличии реактивных струй // Уч. записки ЦАГИ. –2008. – Т. XXXIX, № 1–2. – С. 87–92.

11. Петров К.П. Аэродинамика ракет. – М.: Машиностроение, 1977. – 136 с.

12. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. – М.: Наука, 1969. – 824 с.

Одной из основных задач при разработке элементов энергетических установок и газотурбинных двигателей является создание эффективных устройств, обеспечивающих распыл жидкого топлива. Разработка эффективных современных распыливающих устройств и их оптимизация значительно упрощаются при сочетании методов экспериментального и численного исследования, так как именно численные методы позволяют лучше понять структуру потока и выявить факторы, влияющие на качество распыла топлива. Разработана инженерная методика расчета двухфазных потоков при распыле жидкой пленки под действием набегающего потока воздуха.
В ходе численных экспериментов проведена оценка влияния аэрогидродинамических параметров на характеристики распыла жидкой пленки. Проведены численные расчеты для экспериментального образца форсунки и получены результаты относительно траектории струи, ее профиля и распределения капель в пространстве, в продольном и поперечном сечениях, при изменении аэродинамических характеристик газового потока и гидродинамических характеристик жидкого потока. Выявлено, что на траекторию струи и характер распределения капель жидкости влияет соотношение импульсов взаимодействующих потоков. Данные вычислительные эксперименты проведены с применением высокопроизводительных вычислительных систем Пермского национального исследовательского политехнического университета.

Ключевые слова: газогидродинамика, вычислительный эксперимент, пневматическая форсунка, распыл, модель свободной поверхности.

Сипатов Алексей Матвеевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Авиационные двигатели» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: sipatov@avid.ru).

Модорский Владимир Яковлевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: modorsky@pstu.ru).

Бабушкина Анна Викторовна (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: annvikoz@mail.ru).

1. Menard T., Tanguy S., Berlemont A. Coupling level set/VOF/ghost fluid methods: Validation and application to 3d simulation of primary break-up of a liquid jet // International Journal of Multiphase Flow. – 2007. – Vol. 33, № 5. – P. 510–524.
2. Movassat M., Maftoon N., Dolatabadi A. A three-dimensional numerical study of the breakup length of liquid sheets // ILASS Americas,
   21th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Orlan­d­o, May 18–21, 2008. – URL: http://www.ilass.org/recent/conferencepapers/ Paper%20T2-A-2.pdf (дата обращения: 27.03.2016).
3. Scardovelli R., Zaleski S. Direct numerical simulation of free-surface and interfacial flow // Annual Review of Fluid Mechanics. – 1999. – Vol. 31. – P. 567–603.
4. Lefebvre H.A., Dilip R.B. Gas turbine combustion: alternative fuels and emissions. – Third ed. – New York: CRC Press, Taylor and Francis Group, 2010. – 558 р.
5. Brown C.T., McDonell V.G. Near field behavior of a liquid jet in a crossflow  // 19th Annual ILASS-Americas Conference Institute for
   Liquid Atomization and Spray Systems, Toronto, May 23–26, 2006. – URL: http://www.ilass.org/2006/May24.htm (дата обращения: 27.03.2016).
6. Wu P.K., Miranda R.F., Faeth G.M. Effect of initial inflow conditions on primary break-up of nonturbulent and turbulent jets // Atomization and sprays. – 1995. – Vol. 5. – P. 175–196.
7. Wu P.K., Kirkendall K.A., Fuller R.P. Break-up processes of liquid jets in subsonic crossflows // Journal of Propulsion and Power. – 1997. – Vol. 13, № 1. – P. 64–73.
8. Spray structures of liquid jets atomized in subsonic cross flows / P.K. Wu, K.A. Kirkendall, R.P. Fuller, A.S. Nejad  // Journal of Propulsion and Power. – 1998. – Vol. 14, № 2. – P. 173–182.
9. Моделирование процесса распыла с использованием адаптивных сеточных моделей / А.М. Сипатов, С.А. Карабасов, Л.Ю. Гом­зиков, Т.В. Абрамчук, Г.Н. Семаков // Вычислительная механика сплошных сред. – 2015. – Т. 8, № 1. – С. 93–101.
10. Brackbill J.U., Kothe D.B., Zemach C.A. Continuum method for modeling surface tension // J. Comput. Phys. – 1992. – Vol. 100, № 2. – P. 335–354.

Особенностью работы газодинамической трубы (ГДТ) для испытания ракетного двигателя на твердом топливе (РДТТ) является особенно сильное тепловое воздействие на конструкцию в зоне присоединения двухфазной струи продуктов сгорания (газовая и конденсированная фазы) к стенке диффузора. Именно поэтому в ГДТ для испытаний РДТТ используется комбинированная система охлаждения, заключающаяся в том, что помимо рубашечного охлаждения в районе присоединения струи продуктов сгорания к стенке диффузора осуществляется впрыск воды непосредственно в тракт. При этом принципиально важно правильно организовать впрыск воды в тракт ГДТ. Необходимо выбрать расход воды, подаваемой на впрыск, диаметр, расположение и ориентацию форсунок, через которые осуществляется инжекция воды. Неудачное решение по выбору вышеуказанных параметров может привести к неэффективному охлаждению конструкции ГДТ, снижению ресурса материальной части и даже к нереализации режима безотрывного истечения из сопла. С помощью одного из коммерческих пакетов вычислительной газодинамики проведено численное моделирование газодинамических процессов в тракте ГДТ, где основной акцент сделан на сложной реализации многокомпонентного, многофазного течения при одновременной работе РДТТ и системы впрыска воды, с учетом фазового перехода капель воды в парообразное состояние. Выполнено сопоставление результатов вычислительных экспериментов с экспериментальными данными. Предложены пути повышения эффективности охлаждения ГДТ за счет более рациональной организации впрыска воды в газовый тракт.

Ключевые слова: газодинамическая труба, вычислительная гидродинамика, стендовые испытания, ракетный двигатель твердого топлива.

Ефремов Андрей Николаевич (Пермь, Россия) – начальник сектора газодинамических и термодинамических расчетов отдела по энергетическим установкам ПАО «Научно-производственное объединение “Искра”» (614038, г. Пермь, ул. Академика Веденеева, д. 28, e-mail: ean703@iskra.perm.ru).

Тимаров Алексей Георгиевич (Пермь, Россия) – инженер-конструктор 2-й категории сектора газодинамических и термодинамических расчетов отдела по энергетическим установкам ПАО «Научно-производственное объединение “Искра”» (614038, г. Пермь, ул. Академика Веденеева, д. 28, e-mail: tag703@iskra.perm.ru).

1. Конструкция и отработка РДТТ / А.М. Виницкий, В.Т. Вол­ков, И.Г. Волковицкий, С.В. Холодилов. – М.: Машиностроение,
1980. – 230 c.

2. Шишков А.А., Силин Б.М. Высотные испытания реактивных двигателей. – М.: Машиностроение, 1985. – 208 c.

3. Внутренняя баллистика РДТТ / А.В. Алиев, Г.Н. Амарантов, В.Ф. Ахмадеев  [и др.]; под ред. А.М. Липанова. – М.: Машиностроение, 2007. – 504 c.

4. Стернин Л.Е., Шрайбер А.А. Многофазные течения газа с частицами. – М.: Машиностроение, 1994. – 318 c.

5. Варкасин А.Ю. Турбулентные течения газа с твердыми частицами. – М.: Физматлит, 2003. – 188 c.

6. Варкасин А.Ю. Столкновения в потоках газа с твердыми частицами. – М.: Физматлит, 2008. – 312 c.

7.  Газодинамические и теплофизические процессы в ракетных двигателях твердого топлива / А.М. Губертов, В.В. Миронов, Д.М. Борисов  [и др.]; под ред. А.С. Коротеева. – М.: Машиностроение, 2004. – 512 c.

8. Kumzerova E., Esch T. Extension and validation of the CAB droplet breakup model to a wide Weber number range // ILASS. – Como Lake, 2008. – Paper ID ILASS08-4-5.

9. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1977. – 344 c.

10. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. – М.: Наука, 1995.