Специалисты МФТИ в области физики и математики создали компьютерную модель крыла прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Это позволило им впервые точно определить и описать основные источники шума. Результаты этих исследований помогут конструкторам сделать сверхзвуковые самолеты менее шумными.
«Мы объединили методы прямого моделирования шума с последующей локализацией с помощью недавно разработанного нами метода численного бимформинга. Это позволило не только рассчитать общий уровень шума крыла прототипа сверхзвукового гражданского самолета в режиме посадки, но и понять, какие элементы конструкции и какие гидродинамические явления вносят наибольший вклад в его образование», – пояснил профессор МФТИ Иван Софронов.
Снижение шума гражданских самолетов – одна из ключевых задач современной авиационной индустрии. Строгие требования Международной организации гражданской авиации (ICAO) стимулируют разработчиков искать новые решения для уменьшения акустического следа летательных аппаратов, включая разрабатываемые во многих странах мира сверхзвуковые бизнес-джеты.
Исследователи из Института прикладной математики РАН и МФТИ разработали подход, который позволяет определить, насколько сильно шумят крылья таких сверхзвуковых самолетов во время посадки. Для этого ученые объединили методы классической вычислительной гидродинамики и вычислительной аэроакустики с разработанным ими подходом, который позволяет «прослушать» поверхность крыла и выявить наиболее интенсивные источники шума.
Для проведения расчетов ученые использовали суперкомпьютер «Ломоносов-2» с большим количеством графических ускорителей, способных выполнять такие вычисления значительно быстрее, чем обычные процессоры. Несмотря на высокую вычислительную мощность этого кластера, ему потребовалось несколько десятков часов для расчета всего 0,88 секунды процесса посадки сверхзвукового самолета.
Эти расчеты помогли ученым понять, как возникает шум при взаимодействии воздуха с различными частями закрылков, предкрылков и других элементов крыла, а также обнаружить доказательства того, что низкочастотные и высокочастотные шумы с частотой менее 250 Гц и более 1 кГц образуются по-разному. Понимание этого важно для разработки новых конструктивных решений, направленных на снижение шума от элементов планера, таких как кромки крыла и его механизация.
Источник: ТАСС
распечатать статью
