УТВЕРЖДАЮ Г енеральный директор ФГУП «ЦАГИ» член
advertisement
УТВЕРЖДАЮ Г енеральный директор ФГУП «ЦАГИ» член-корр. РАН, .Л. Чернышев 2015г. ОТЗЫВ ведущей организации на диссертацию Д.С. Миронова «Анализ пульсационных характеристик трансзвукового течения в окрестности мелкой каверны при помощи частотно-временных методов», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.02.05- Механика жидкости, газа и плазмы Диссертационная работа Д.С. Миронова посвящена задаче, которая привлекает внимание исследование исследователей обтекания мелкой на протяжении полости более сжимаемым полувека: потоком и прогнозирование генерации резонансных режимов в ней. Повышенный интерес к этим исследованиям обусловлен прежде всего их практическим приложением к прогнозу акустических нагрузок в отсеках вооружения военных самолетов и пульсаций давления в нишах шасси гражданских самолетов. Однако, неослабевающий поток литературы по этой тематике свидетельствует об ее несомненной актуальности и в настоящее время. Разработка большинства пассивных и активных мер воздействия на слой смешения над полостью с целью снижения акустических нагрузок на стенки явилась результатом многочисленных параметрических экспериментальных исследований, сопровождающихся также и параллельной разработкой малоэффективных средств воздействия на резонансные явления. Тем не менее, предлагаемые в настоящее время пути решения данной проблемы не отличаются существенной гибкостью, сопровождаются побочными явлениями, связанными, в частности, с увеличением аэродинамического сопротивления. Разработка более совершенных способов воздействия на сдвиговый слой в настоящее время достаточно затруднительна, что связано со сложностью и нелинейностью процессов формирования пульсаций давления в мелкой полости. Это приводит к необходимости более глубокого изучения структуры течения и формирования полей пульсаций давления в полости, что делает исследования, представленные в настоящей диссертации несомненно актуальными. В диссертации Д.С. Мироновым в качестве объекта исследования выбрана мелкая полость с достаточно большим соотношением ее длины к глубине. Эти параметры полости были объектом внимания и других исследователей, однако соискатель на этой модели использовал новые современные методы исследования, позволившие выявить ряд особенностей течения над полостью развитие процесса формирования пульсаций давления во времени, несомненная связь пульсаций скорости в слое смешения и на стенке полости, особенности появления резонансных режимов в полости и др. В контексте сказанного можно утверждать, что оригинальные экспериментальные и численные результаты, полученные в диссертации Д.С. Миронова, являются новыми, важными и полезными. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, основные положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна и практическая значимость работы. Первая глава носит вводный характер и посвящена краткому обзору исследований по пульсациям давления и средствам их подавления в мелких полостях. В этой же главе еще раз подчеркивается отличие данной работы от схожих исследований других авторов и наиболее полно формулируется задача диссертации. Отмечается, что до сих пор не существует методов предсказания доминирующей моды, определения относительных амплитуд различных мод, а предложенные в литературе критерии наличия резонанса в каверне, оказываются действительными не для всех ее конфигураций. Вторая глава носит методический характер и посвящена описанию экспериментального оборудования, использованного автором для исследования параметров пульсаций аэродинамических и давления акустических в полости, методике измерений, а также проведения техническим особенностям применяемых автором преобразований сигналов. Приводится описание экспериментального оборудования, устройств и методов, применяемых для исследования процесса генерации пульсаций при обтекании мелкой каверны. Дано описание экспериментальных установок Т-325М ИТПМ СО РАН и TWT ASTRC/NCKU, позволяющих проводить эксперименты в широком диапазоне чисел Маха (до 0.8) и Рейнольдса. Использовалась модель полости размером 60x30x9 мм, смонтированная на боковом окне трубы. Представлены основные параметры датчиков давления Kulite и специально разработанных с применением МЭМС-технологий пленочных датчиков, а также характеристики отдельно спроектированной для проведения измерений в слое смешения термоанемометрической аппаратуры. Описываются методы частотной обработки данных: Фурье-преобразование, вейвлет-преобразование и преобразование экспериментов Гильберта по - Хуанга. маслосажевой Описана визуализации методика и методика проведения обработки термоанемометрических данных при помощи диаграмм пульсаций с целью получения их источника. Выполнены численные расчеты параметров диаграмм пульсаций в зависимости от формы поверхности - источника акустических возмущений, от положения датчика термоанемометра и от числа Маха набегающего потока в диапазоне дозвуковых скоростей. В третьей главе приводятся результаты экспериментального исследования пульсаций давления при обтекании мелкой каверны сжимаемым дозвуковым потоком. В ходе исследования пульсационных характеристик обтекания мелкой каверны было проведено большое количество экспериментов в широком диапазоне параметров набегающего потока: чисел Маха и Рейнольдса. Была обнаружена крайне нерегулярная зависимость появления резонансных явлений и их модального состава от числа Маха, сопровождающаяся полным вырождением дискретных тонов на определенных скоростях, связанного с переключением номера резонансных мод. Отмечается по результатам маслосажевой визуализации различие в структуре течения внутри каверны, сопровождающееся изменением положения линии отрыва перед задней стенкой полости. Показано по результатам термоанемометрических измерений, что ближнее поле акустических пульсаций соответствует иному пространственному распределению источников, чем это принято по модели Росситера. Отмечается наличие в слое смешения дополнительных резонансных мод, которые не проявляются на дне полости. Доказано, что наличие боковых стенок рабочей части не оказывает существенного влияния на формирование осредненных и резонансных особенностей течения в окрестности каверны. Применение частотно-временных преобразования Росситера со позволило временем, методов определить анализа изменение а преобразование данных - вейвлет- амплитуды пульсаций Гильберта-Хуанга позволило выделить высокочастотные изменения амплитуды резонансной моды. В качестве замечаний по работе следует отметить следующее: 1. Применение поправок Коркоса на пространственную разрешающую способность приемников пульсаций давления справедливо прежде всего для приемников с равномерным и изгибным распределением чувствительности. В случае приемника Кюлайт, используемого автором с распределением чувствительности наблюдается дополнительное разрешающей способности снижение приемника, что по контуру пространственной не отмечено в диссертации. 2. Применение термоанемометрии для идентификации источников шума в слое смешения и полости является достаточно спорным, так как в полости может быть несколько источников как по длине h полости, так и по ее ширине и глубине, а также по глубине слоя смешения. Кроме того данные источники могут иметь различные амплитуды. Это приводит к тому, что представленные результаты по положению источников могут рассматриваться только в качестве первого приближения. 3. Автором отмечается, что явление глубинного резонанса полостей изучено достаточно подробно. На самом деле количество литературы по глубоким полостям существенно уступает тому объему исследований, которые проводились по мелким полостям. Это обусловлено тем, что резонансное возбуждение глубинной моды встречается достаточно редко, самими авторами отмечается, что представленные в их работах результаты справедливы только для конкретных конфигураций полостей. Это приводит к отсутствию единых подходов как к прогнозированию резонансных явлений в глубоких полостях, так и к методам борьбы с ними. 4. Автором говорится, что преобразование Фурье не позволяет проводить анализ сигналов во временной области. Это не совсем так, получение мгновенных спектров с их последующей разверткой во времени или цифровая фильтрация временных сигналов позволяет получить подобные результаты. Здесь более уместно говорить о том, что автору с помощью используемых им преобразований удалось выделить дополнительные особенности временной развертки сигналов. Из текста диссертации не совсем понятно также, для чего было необходимо выполнять временную развертку сигналов. Сделанные диссертации замечания Д.С. не Миронова отражаются в целом. на Общие положительной выводы оценке диссертации соответствуют содержанию проделанной работы. Автореферат правильно отражает основные положения диссертации. Результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, могут быть использованы и развиты как в различных исследовательских центрах, прежде всего, ЦАГИ, ИТПМ СО РАН, так и при обозначении основных задач исследований в кавернах, формируемых самолетостроительными фирмами ПАО «Компания «Сухой», ПАО «Туполев» и другими. Таким образом, диссертацию Д.С. Миронова можно определить как законченное исследование, имеющее научную и практическую ценность. По своей исследований актуальности, и научной практической новизне, значимости объёму выполненных полученных результатов представленная работа соответствует требованиям Положения ВАК о порядке присуждения ученых степеней, предъявляемым к диссертациям на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук, а ее автор Миронов Дмитрий Семенович заслуживает присуждения искомой степени по специальности 01.02.05 - «Механика жидкости, газа и плазмы». Отзыв обсуждён и одобрен на заседании НТС НИО-9 ЦАГИ, протокол №136 заседания от 21 декабря 2015 года. Начальник НИО-9, профессор, д. ф.-м. н. В.Ф.Копьев Член-корреспондент РАН И.И. Липатов Начальник отдела НИО-9 к.т.н. А.Ю. Голубев б
