Метод конечно-элементного моделирования акустического излучения упругих тел в турбулентном потоке жидкости

Разработан и реализован новый численный метод решения задачи шумоизлучения тела движущегося в жидкости. Метод базируется на представлении шумоизлучения как процесса рассеяния короткозамкнутых псевдозвуковых волн, созданных турбулентностью, на неоднородностях поверхности обтекаемой потоком. Доказана сеточная сходимость метода и определены требования к параметрам численной расчетной области. Выполнена верификация метода на основе известных решений задач шумоизлучения при двумерном и трехмерном обтекании малых тел классической геометрии: задней кромки пластины, цилиндра и сферы. Показано, что излученное акустическое поле определяется областью пространства вокруг неоднородности на поверхности тела с размерами не более двух длин псевдозвуковой волны. Метод обеспечивает расчет акустического излучения в ряде актуальных задач гидроакустики: шумности корабельных движительных комплексов, гидродинамических шумов обтекания тел и потоков в трубопроводах.    

Рис. К решению задачи шумоизлучения корабельного движительного комплекса
с  использованием разработанного метода

   Авторы:  А.С. Суворов, П.И. Коротин, Е.М. Соков, А.В. Кайнова  (ИПФ РАН)

  1.  Суворов А.С., Коротин П.И., Соков Е.М. Метод конечно-элементного моделирования шумоизлучения, генерируемого неоднородностями тел, движущихся в турбулентном потоке жидкости // Акуст. журн., 2018, т.64, №6, с.741-752.
  2. Суворов А.С., Артельный В.В., Артельный П.В., Вьюшкина И.А., Коротин П.И., Шлемов Ю.Ф. Верификация численной модели в задаче исследования характеристик направленности звукового излучения неоднородных оболочек // Акуст. журн., 2018, т.64, №2, c.266-272
  3. Кайнова А.В., Коротин П.И., Соков Е.М., Суворов А.С. Валидация метода конечно-элементного моделирования акустического переизлучения тел, обтекаемых турбулентным потоком жидкости. Направлено в журнал "Прикладная математика и механика".