Группа ученых из Миннесотского университета разработала новый подход к изучению турбулентности в реактивных самолетах. Он привел к открытию новых когерентных состояний, связанных с динамикой скоростных самолетов, и предложил способ снижения уровня шума, пишет EurekAlert.
«В 60-х было доказано, что когерентные части турбулентных колебаний внутри реактивных самолетов связаны с нестабильными волновыми пакетами, которые причастны к распространению звука, — говорит аспирант университета Джозеф Николс. — Пакет волн — это колебание, которое повторяется, если наблюдать за ним недолго и на небольшой дистанции, но когда ты смотришь издалека, то видишь, как оно медленно меняется».
GE провела запуск реактивного двигателя, напечатанного на 3D-принтере
Идеи
В прошлые годы исследователи рассчитали нестабильные волновые пакеты и предсказали пиковый уровень шума для сверхзвуковых самолетов. Однако, в случае скоростных дозвуковых самолетов их теория не подтверждалась и преуменьшала звуковое давление минимум на две величины.
Поэтому Николс и его коллеги взглянули на турбулентность целиком, а не по частям. Они подошли к реактивным двигателям как к усилителям, которые используют турбулентные колебания в качестве входящего сигнала и выдают звук вдали от двигателя на выходе, объясняет Михайло Йованович, профессор университета. «Мы использовали математическую модель для идентификации состояний, которые вызывают большое усиление входа-выхода и производят громкие звуки», — говорит он.
Военные роботы-мулы оказались слишком шумными
Новости
Ученые математически решили сжимаемое уравнение Навье-Стокса, которое описывает движение вязких жидкостей, разделив поток на сотни миллионов частей, каждая из которых обменивается информацией с соседней.
Проведение симуляции этой математической модели потребует одновременной работы сотен тысяч компьютерных процессоров на самых мощных суперкомпьютерах в мире. Однако, проведя эти расчеты, можно будет понять, как снизить шум реактивных двигателей, обеспечить большую надежность и эффективность полетов.