20 Апреля 2022 года
Данная новость была прочитана 252 раза

Петербургские ученые разработали алгоритм для снижения шума авиационных двигателей

Сотрудники лаборатории «Вычислительная аэроакустика и турбулентность» НЦМУ «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали математическую модель, вычислительные алгоритмы и программное обеспечение для расчета аэродинамических и аэроакустических характеристик двухконтурных турбореактивных двигателей. С точки зрения физической адекватности и точности они не имеют отечественных аналогов и соответствуют, а по ряду показателей превышают лучшие зарубежные аналоги.

Снижение шума авиационных двигателей, особенно во время взлета и захода на посадку, является одной из наиболее важных проблем современной гражданской авиации, над решением которой работают все ведущие авиа- и двигателестроительные компании. Разработка петербургских исследователей позволит значительно сократить время проектирования «тихих» двигателей нового поколения.

«Данный проект с 2020 года реализуется в рамках НЦМУ «Передовые цифровые технологии» СПбПУ и является одним из немногих примеров успешных отечественных разработок, направленных на математическое моделирование аэродинамики и акустики пассажирских самолетов. Этот успех достигнут благодаря огромному фундаментальному заделу, накопленному ведущими сотрудниками лаборатории, которые являются общепризнанными экспертами в области моделирования турбулентности и вычислительной аэроакустики», - прокомментировал результат работы заведующий лабораторией "Вычислительная гидроаэроакустика и турбулентность" НЦМУ «Передовые цифровые технологии» СПбПУ, д.ф.-м.н., проф. Михаил Стрелец.

Благодаря использованию наиболее эффективных подходов к описанию турбулентности (RANS-LES-подходов), разработанная модель обеспечивает высокую точность расчета на сетках с размерностью порядка 500 млн узлов, в то время как при использовании классического LES подхода для достижения такой точности необходимы сетки с числом узлов порядка 10 миллиардов.

В частности, погрешность предсказания уровней тонального и широкополосного шума в адресуемом диапазоне частот при использовании этой модели составляет не более 3 – 5 дБ, то есть близка к погрешностям измерений. Этот показатель превосходит точность аналогичных моделей, что доказано путем сопоставления результатов расчетов с экспериментальными данными NASA.

Справочно

Михаил Хаимович Стрелец - обладатель медали Э.К. Циолковского Федерации космонавтики России за заслуги перед космонавтикой (1996 г.); Премии им. П.Л. Чебышева за цикл работ, посвященных развитию новых подходов к моделированию турбулентности и разработке эффективных численных методов расчета турбулентных течений (2012 г.); лауреат Премии Правительства Санкт-Петербурга за выдающиеся достижения в области науки и техники в номинации «математика и механика».