Сотрудники лаборатории "Вычислительная аэроакустика и турбулентность" НЦМУ "Передовые цифровые технологии" Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали математическую модель, вычислительные алгоритмы и программное обеспечение для расчета аэродинамических и аэроакустических характеристик двухконтурных турбореактивных двигателей. С точки зрения физической адекватности и точности они не имеют отечественных аналогов и соответствуют, а по ряду показателей превышают лучшие зарубежные аналоги.

Снижение шума авиационных двигателей, особенно во время взлета и захода на посадку, является одной из наиболее важных проблем современной гражданской авиации, над решением которой работают все ведущие авиа- и двигателестроительные компании. Разработка петербургских исследователей позволит значительно сократить время проектирования "тихих" двигателей нового поколения.

"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", - прокомментировал результат работы заведующий лабораторией "Вычислительная гидроаэроакустика и турбулентность" НЦМУ "Передовые цифровые технологии" СПбПУ, д.ф.-м.н., проф. Михаил Стрелец.

Благодаря использованию наиболее эффективных подходов к описанию турбулентности (RANS-LES-подходов), разработанная модель обеспечивает высокую точность расчета на сетках с размерностью порядка 500 млн узлов, в то время как при использовании классического LES подхода для достижения такой точности необходимы сетки с числом узлов порядка 10 миллиардов.

В частности, погрешность предсказания уровней тонального и широкополосного шума в адресуемом диапазоне частот при использовании этой модели составляет не более 3 - 5 дБ, то есть близка к погрешностям измерений. Этот показатель превосходит точность аналогичных моделей, что доказано путем сопоставления результатов расчетов с экспериментальными данными NASA.

Михаил Хаимович Стрелец - обладатель медали Э.К. Циолковского Федерации космонавтики России за заслуги перед космонавтикой (1996 г.); Премии им. П.Л. Чебышева за цикл работ, посвященных развитию новых подходов к моделированию турбулентности и разработке эффективных численных методов расчета турбулентных течений (2012 г.); лауреат Премии Правительства Санкт-Петербурга за выдающиеся достижения в области науки и техники в номинации "математика и механика".

НЦМУ "Передовые цифровые технологии" - консорциум из 4-х организаций: Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (координатор консорциума), Санкт-Петербургского государственного морского технического университета, Тюменского государственного университета, НИИ гриппа имени А.А. Смородинцева Минздрава России. Программа исследований НЦМУ до 2025 года содержит 35 научных тематик по 4 направлениям: передовые цифровые технологии и технологии "умного" производства, искусственный интеллект; роботизированные системы; материалы нового поколения и аддитивные технологии....