Сотрудники лаборатории «Вычислительная гидроаэроакустика и турбулентность» Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) Петра Великого создали математическую модель, вычислительные алгоритмы и программное обеспечение для расчета аэродинамических и аэроакустических характеристик двухконтурных турбореактивных двигателей. Разработка позволит быстрее проектировать бесшумные двигатели для пассажирских самолетов. Работы ведутся при поддержке Минобрнауки России.
«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», — говорит заведующий лабораторией «Вычислительная гидроаэроакустика и турбулентность» НЦМУ «Передовые цифровые технологии» СПбПУ, профессор Михаил Стрелец.
Снижение шума авиационных двигателей, особенно во время взлета и посадки — одна из важнейших проблем современной гражданской авиации, над решением которой работают все ведущие авиа- и двигателестроительные компании. Созданная петербургскими исследователями расчетная методология позволит сократить время проектирования «тихих» двигателей нового поколения.
При создании методов расчета эффективности шумопоглощающих покрытий ученые использовали разработанные ранее в лаборатории RANS-LES подходы, которые обеспечивают высокую точность расчета турбулентных течений с приемлемыми вычислительными затратами. Благодаря этому достаточная для практики точность расчета достигается на вычислительных сетках с размерностью порядка 500 млн узлов, в то время как при использовании классического LES подхода для достижения подобной точности требуются сетки с числом узлов порядка 10 млрд.
Так, погрешность предсказания уровней тонального и широкополосного шума в адресуемом диапазоне частот при использовании модели составляет не более 3-5 дБ, то есть близка к погрешностям измерений (доказано сравнением результатов расчетов с экспериментальными данными NASA) и значительно превосходит точность известных методов.
Напомним, что создание и развитие сети научно-образовательных центров мирового уровня проходят в рамках реализации Минобрнауки России национального проекта «Наука и университеты». Сегодня в России работают 17 НЦМУ: четыре математических, три геномных и 10 по приоритетным направлениям научно-технического развития.
Информация предоставлена пресс-службой Минобрнауки России
Источник фото: ru.123rf.com
