Методика расчета вихревых пульсаций давления рабочей жидкости в гасителе колебаний

8. Автоматизированные системы управления воздушным движением / С. Г. Пятко [и др.]. СПб. : Политехника, 2004. 446 с.

9. Информационные множества в задаче наблюдения за движением самолета в горизонтальной плоскости / С. И. Кумков [и др.] // Изв. Акад. наук. Теория и системы управления. 2003. № 4. С. 51-61.

10. Ганебный С. А., Пацко В. С., Пятко С. Г. Управление самолетом на посадке в условиях ветрового возмущения // Тр. Ин-та математики и механики УрО РАН. 2009. Т. 15, № 3. С . 73-91.

References

1. Rogalev A. N. [Guaranteed methods of solving of ordinary differential equations on the basis of symbolical formulas transformation]. Vychisliteljnye technologii. 2003. № 8(5), рр. 102-116. (In Russ.).

2. Rogalev A. N. [Guaranteed estimates and construction of reachable sets for nonlinear control systems] // Vestnil SibGAU. 2010. № 5

3. Rogalev A. N. [The calculation of the guaranteed boundaries of reachable sets of control systems]. Avtometriya. 2011. Т. 47. № 3, рр. 100-112.

4. Rogalev A. N. [Questions of realization of guaranteed methods to enable the surviving trajectories of

control systems] // Vestnik SibGAU. 2011. № 2

5. Rogalev A. N., Rogalev A. A. [Numerical estimates tolerances of aircraft trajectories in the atmosphere] // Vestnik SibGAU. 2016. Vol. 16. № 1, pp. 104-112.

6. Ostoslavsky I. V., Strazheva I. V. Dinamika poleta. Trayectorii letatelynych apparatov [Flight dynamics. The trajectories of the aircraft] M. : Mashinostroenyie, 1969. 500 p.

7. Avtromatizirovannye systemy upravleniya samoletami i vertoletami [Automated control system of aircraft and helicopters] / ed. S. M. Fedorov. M. : Transport, 1977. 246 p.

8. Pyatko S. G., Krasov A. I. and etc. [Automated Air Traffic Control System.] SPb : University of Technology, 2004. 446 p.

9. Kumkov S. I., Pazko V. S., Pyatko S. G., Reshe-tov V. M., Fedotov A. A. [Information sets in the surveillance of the movement of the aircraft in the horizontal plane]. Izvestiya Akademii Nauk.Teoriya i systemy upravleniya. 2003. № 4, pp. 51-61.

10. Ganebny S. A., Patzko V. S., Pyatko S. G. [Aircraft landing control under wind disturbances]. Trudy instituta matematiki i mechaniki Uro RAN. 2009. Vol. 15. № 3. pp. 73-91.

© PorMeB A. H., 2016

УДК 004.942

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВИХРЕВЫХ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ

В ГАСИТЕЛЕ КОЛЕБАНИЙ

К. А. Романов*, С. В. Кондрашов, Г. М. Макарьянц

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва Российская Федерация, 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34 E-mail: romanov.kirill.94@mail.ru

В настоящее время применение гасителей пульсаций потока ограничивается возросшими требованиями к допустимому уровню акустического шума. Разработана сеточная модель гасителя колебаний, учитывающая особенности вихревого течения в диффузоре центрального канала, проведены предварительный стационарный и основной нестационарный расчеты, получены акустические характеристики потока. В результате нестационарного расчета были получены данные о вихревых пульсациях в гасителе колебания.

Ключевые слова: численное моделирование, вихревое течение, гаситель колебаний, гидродинамический шум, методика расчета.

CALCULATION OF WORKING FLUID VORTEX PRESSURE PULSATION IN THE DAMPER

K. A. Romanov*, S. V. Kondrashov, G. M. Makaryants

Samara National Research University 34, Moskovskoe shosse, Samara, 443086, Russian Federation E-mail: romanov.kirill.94@mail.ru

The use of flow pulsations dampers is currently limited due to increased requirements for the allowable level of acoustic noise. In the paper grid model of the damper has been developed taking into account the characteristics of the vortex flow in the diffuser of the central channel. A preliminary stationary and non-stationary basic calculation has

фешетневские чтения. 2016

been conducted. Acoustic characteristics of the flow have been obtained. Eddy pulsations in the damper data were obtained as a result of non-stationary calculation.

Keywords: numerical modeling, vortex flow, damper, hydrodynamic noise, calculation method.

Возникновение акустических колебаний при использовании гасителей пульсаций в гидравлических и пневматических системах обусловлено в первую очередь формированием в турбулентном потоке крупных вихрей и их дальнейшим распадом [1—3]. Условия появления вихревого течения в гасителе колебаний определяется формой его проточных каналов. Для решения данной задачи были разработаны специальные модели расчета течения в неявном виде. При анализе работ [4-6], в которых исследуются турбулентные течения в каналах, видно, что одной из возможных причин внутреннего шума являются вихревые структуры, формирующиеся в диффузоре трубопровода.

В данной работе численный расчет проводился на 3D-модели центрального канала гасителя колебаний жидкости (рис. 1). Длина выходной широкой части специально подбиралась так, чтобы ее границы не вносили искажения в результаты расчета вихревых структур в диффузоре. В этом случае длина составила 18 калибров, что составило 2700 мм.

Одной из основных задач является выбор пристеночного слоя, так как от него во многом зависит правильность расчета. При этом важно рассчитать не только высоту первой ячейки пристеночного слоя, но и его общую толщину. Высота первой ячейки рассчитывалась по формуле

У =

У И Ри*

где ц- динамическая вязкость жидкости, Па-c; р -

плотность жидкость (кг/м3); y+ - безразмерное расстояние до стенки для течения в ограниченном пространстве; ut - скорость распространения касательных напряжений.

Расчет предварительной модели производился до тех пор, пока не была достигнута стабилизация невязок по всем компонентам расчета. Затем с помощью полей распределения масштаба турбулентности lt был проведен анализ характерных размеров вихрей (рис. 2).

После проведения предварительных расчетов с помощью полей распределения энергии в Ansys Fluent был проведен анализ характерных размеров вихрей. С учетом этих размеров была сгенерирована новая конечно-элементная модель. Все расчеты проводились на новой усовершенствованной модели. Стабилизация невязок модели по всем параметрам на требуемом уровне являлась основным критерием соответствия заданным условиям.

Проверку качественных результатов нестационарного расчета можно производить по полям распределения скоростей в потоке. На рис. 3 видно, что при нестационарном расчете в модели появляются вихри, что отражает реальную картину течения. Из рис. 4 можно сделать вывод, что в области за диффузором гасителя образуются обратные токи, которые генерируют вихревые пульсации.

Рис. 1. Геометрическая модель канала гасителя колебаний

Рис. 2. Поле распределения интегрального масштаба турбулентности lt

Рис. 3. Поле распределения скоростей при нестационарном расчете

Рис. 4. Поле распределения осредненных значений скорости потока

В результате расчетов был получен алгоритм расчета вихревых пульсаций давления в гасителях колебаний. По результатам нестационарного расчета получены акустические характеристики вихревого течения. В результате моделирования было установлено, что разработанная методика позволяет получить адекватные результаты при расчете вихревых течений в гасителе колебаний.

Библиографические ссылки

1. Lighthill M. J. On sound generated aerodynamically. I. General theory. Proc. Roy. Soc. London. 1952. A211. P. 564-587.

2. Lighthill M. J. On sound generated aerodynamically. II. Turbulence as a source of sound. Proc. Roy. Soc. London. 1954. A222. P. 1-32.

3. Зарембо Л. К., Красильников В. А. Введение в нелинейную акустику. М. : Наука, 1966. 520 c.

4. Смольяков А. В. Шум турбулентных потоков. СПб. : ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, 2005. 312 с.

5. Смольяков А. В. Интенсивность акустического излучения турбулентного пограничного слоя на пластине // Акустический журнал. 1973. Т. 19. № 2. С. 251-256.

6. Смольяков А. В. Спектр квадрупольного излучения плоского турбулентного пограничного слоя // Акустический журнал. 1973. Т. 19, № 3. С. 420-425.

References

1. Lighthill M. J. On sound generated aerodynamically. I. General theory. Proc. Roy. Soc. London : A211, 1952. P. 564-587.

2. Lighthill M. J. On sound generated aerodynamically. II. Turbulence as a source of sound. Proc. Roy. Soc. London : A222, 1954. P. 1-32.

3. Zarembo L. K., Krasil'nikov V. A. Vvedenie v nelineynuyu akustiku [Introduction to nonlinear acoustics]. Moscow, Nauka Publ., 1966, 520 p.

4. Smol'yakov A. V. Shum turbulentnykh potokov [Noise turbulence]. St. Petersburg : Krylov Shipbuilding Research Institute Publ., 2005. 312 p.

5. Smol'yakov A. V. Intensivnost' akusticheskogo izlucheniya turbulentnogo pogranichnogo sloya na plastine [The intensity of the acoustic emission of the turbulent boundary layer on the wafer]. Journal of Acoustics, 1973. Vol. 19, № 2. P. 251-256.

6. Smol'yakov A. V. Spektr kvadrupol'nogo izlucheniya ploskogo turbulentnogo pogranichnogo sloya [The range of quadrupole radiation plane turbulent boundary layer]. Journal of Acoustics, 1973. Vol. 19, № 3. P. 420-425.

© Романов К. А., Кондрашов С. В., Макарьянц Г. М., 2016

УДК 519.87

СНИЖЕНИЕ РАЗМЕРНОСТИ ДАННЫХ НЕЙРОСЕТЕВЫМ ПОДХОДОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА ВИЗУАЛИЗАЦИИ T-SNE

В. В. Становов1*, Е. С. Семенкин1, А. Шкраба2

'Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

2Мариборский университет, факультет организационных наук Словения, 4000, г. Крань, Кидричева цеста, 55а E-mail: vladimirstanovov@yandex.ru

Предлагается новый подход к снижению размерности посредством применения метода визуализации t-SNE и нейронной сети. Полученные результаты подтверждают эффективность метода для многомерных проблем, которые часто возникают в аэрокосмической области.

Ключевые слова: t-SNE, снижение размерности, визуализация, нейронные сети.

DATA DIMENSIONALITY REDUCTION WITH NEURAL NETWORK APPROACH USING T-SNE VISUALISATION METHOD

V. V. Stanovov1*, E. S. Semenkin1, A. Skraba2

:Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation ^University of Maribor, Faculty of Organizational Sciences 55a, Kidriceva cesta, Kranj, 4000, Slovenia E-mail: vladimirstanovov@yandex.ru

In this paper a new approach to dimensionality reduction using a visualization method t-SNE and a neural network is proposed. The received results confirm the effectiveness of the method for multidimensional problems, which often appear in aerospace industry.

Keywords: t-SNE, dimensionality reduction, visualization, neural networks.