С помощью программного комплекса ANSYS CFX (лицензия 607044, МФТИ), основанного на решении уравнений Рейнольдса, исследуется совместное влияние радиуса закругления носика профиля и стреловидности передней кромки крыла на аэродинамические характеристики крыла при сверхзвуковых скоростях. Описано семейство профилей равной относительной толщины с различным радиусом закругления носка. Представлена расчетная методика в рамках модели сжимаемого турбулентного течения. Проведен анализ результатов решения двумерной и трехмерной задач. Выполнена оценка точности полученных данных.

Бесплатно

Численное моделирование ГРП в постановке Planar3D

Перепечкин И.М.

Статья научная

Гидроразрыв пласта является одним из основных мероприятий для интенсификиции добычи и увеличения коэффициента извлечения нефти. Для повышения предсказуемости операции ГРП и предупреждения осложнений требуется точный и быстрый инструмент. Рассматриваемый в данной статье программный комплекс, заключающий в себе быструю реализацию модели ГРП класса Planar3D, предлагается в качестве подобного инструмента. Постановка Planar3D обладает необходимой физической достоверностью для точного предсказания геометрии плоской трещины, а применение нового подхода к построению численной схемы для реализации Planar3D модели позволяет добиться высокой скорости вычислений. Построению численной схемы и численного алгоритма оценки критерия продвижения трещины посвящена данная статья.

Бесплатно

Численное моделирование аэродинамических характеристик возвращаемых летательных аппаратов

Вышинский В.В., Чжо Зин

Статья научная

Созданный в рамках инженерного подхода метод использован для определения показателя адиабаты в уравнении состояния. Приведены оценки влияния показателя адиабаты на аэродинамические характеристики возвращаемых летательных аппаратов. Полученые результаты могут быть использваным в моделях более высокого уровня на базе сеточных методов.

Бесплатно

Численное моделирование влияния ледовых образований на сейсмические отклики сеточно-характеристическим методом

Петров Д.И., Стогний П.В., Хохлов Н.И.

Статья научная

Целью данной работы является численное моделирование волновых процессов в условиях Арктики при наличии различных ледовых образований. В расчетах использовался сеточно-характеристический метод, который позволяет корректно описывать контактные и граничные условия.

Бесплатно

Численное моделирование волны внутрипластового горения при двухфазном фильтрационном течении

Родионов В.Е., Цыбулин И.В., Карпаев А.А.

Статья научная

Рассматривается задача распространения волны внутрипластового горения в рамках модели неизотермической двухфазной фильтрации. Предложены критерии, позволяющие предсказать возможность реализации различных режимов распространения, и алгоритм расчета скорости волны. Проведено численное моделирование реагирующей двухфазной фильтрации и сравнение результатов расчетов с теоретическими оценками.

Бесплатно

Численное моделирование депрессионного метода разложения газогидратов

Аносов Т.Э., Колдоба А.В.

Статья научная

Газовые гидраты представляют сoбoй твёрдые криcталлические cоединения мoлекул газа и вoды, уcтoйчивые при oпределённых термобарических условиях. Благoдаря выcoкой удельной концентрации, величина запаcoв метана, заключенного в газовых гидратах, значительно превышает известные запасы традиционного природного газа. C учетoм их неглубoкого залегания газoвые гидраты мoжнo рассматривать как oдин из перспективных иcтoчников углеводородного сырья. В настоящей работе выполнено численное моделирование депрессионного метода разложения газогидрата с помощью разработанного в МФТИ термогидродинамического симулятора.

Бесплатно

Численное моделирование лучистых тепловых потоков на поверхность спускаемого аппарата, движущегося в атмосфере Венеры

Минибаева Д.Э.

Статья научная

Рассматривается задача численного моделирования распределения тепловых лучистых потоков по поверхности нового спускаемого аппарата – десантного модуля «Венера-Д» при его входе в атмосферу Венеры со второй космической скоростью в неравновесной постановке. Поля массовых концентраций и температур, необходимые для проведения моделирования, берутся из независимых численных расчетов. Приводится описание приближения, в котором производится вывод формулы для расчета лучистых потоков. Представлены результаты расчетов лучистых потоков в виде картины их распределения по поверхности спускаемого аппарата. Проведено сравнение равновесного и неравновесного подходов к расчету лучистых потоков в рассматриваемой задаче. Полученные решения демонстрируют удовлетворительную близость друг к другу, что позволяет рассматривать равновесную модель как физически обоснованное упрощение для рассматриваемой задачи, обеспечивающее значительное снижение вычислительных затрат.

Бесплатно

Численное моделирование неравновесных высокоскоростных течений углекислого газа

Егоров О.А.

Статья научная

Выполнены расчеты двумерного неравновесного сверхзвукового обтекания лобового щита спускаемого аппарата с использованием решателя с открытым исходным кодом hy2Foam, созданного для моделирования высокоэнтальпийных течений, которые обычно возникают вокруг аппаратов во время спуска в атмосфере. Задачей является верификация программного кода для расчета сильно неравновесных течений, характерных в том числе для входа в атмосферу Венеры. Численные расчеты в рамках верификации решателя проведены для десантного модуля «ЭкзоМарс» в условиях спуска на Марс и условий эксперимента в ударной трубе.

Бесплатно

Численное моделирование обтекания профиля NaCa-0012 в струйно-перфорированных границах

Волкова А.О., Стрельцов Е.В.

Статья научная

Рассмотрен новый метод уменьшения индукции границ, который заключается в применении комбинации проницаемой стенки и управляемого пограничного слоя на ней. С помощью численного моделирования было проведено исследование данной концепции с использованием хорошо известной модели профиля NACA-0012. Анализ результатов позволил сделать ряд принципиальных выводов о возможности снижения индукции границ потока и выбрать оптимальные комбинации параметров, характеризующие эти границы.

Бесплатно

Численное моделирование процессов возникновения бафтинга

Липатов И.И., Туан Винь Фам, Приходько А.А.

Статья научная

Представлены результаты численного исследования возникновения бафтинга на профиле Naca0012. Определены границы возникновения режимов автоколебаний скачка уплотнения при взаимодействии с течением в пограничном слое по числам Маха и углам атаки. Исследованы некоторые режимы управления течением в пограничном слое с целью изменения границ бафтинга.

Бесплатно

Численное моделирование течения в малоиндукционных трансзвуковых аэродинамических трубах с управляемым пограничным слоем на жестких стенках

Стрельцов Е.В.

Статья научная

Традиционные проницаемые границы (перфорированные и щелевые), используемые в трансзвуковых аэродинамических трубах, обладают рядом существенных недостат- ков, не позволяющих полностью устранить влияние границ потока на все основные аэродинамические характеристики. Данная статья посвящена результатам численно- го моделирования нового граничного условия, основанного на идее струйных границ. Рассмотрена возможность применения управляемого пограничного слоя на сплошных стенках рабочей части аэродинамической трубы, толщина которого искусственно уве- личена. В результате получено существенное уменьшение влияния границ потока на все основные аэродинамические характеристики, включая коэффициент подъемной силы и коэффициент момента тангажа. Применение управляемого пограничного слоя может стать простым и эффективным методом уменьшения индукции границ потока.

Бесплатно

Численное моделирование характеристик радиосигналов в локально возмущенной неоднородной анизотропной ионосфере земли

Ипатов Евгений Борисович, Палкин Евгений Алексеевич, Чивилв Виктор Иванович, Ипатов Дмитрий Евгеньевич

Статья научная

Исследуется задача о моделировании влияния воздействия акустической волны на характеристики радиосигнала, распространяющегося на коротковолновой трассе в неоднородной анизотропной ионосфере Земли. Результаты расчётов показывают наличие доплеровского смещения частоты при прохождении радиосигнала через движущееся акустическое возмущение, что подтверждается экспериментально.

Бесплатно

Численное решение уравнений максвелла для моделирования распространения электромагнитных волн

Скубачевский А.А., Хохлов Н.И.

Статья научная

В статье рассмотрен метод численного решения системы уравнений Максвелла FDTD второго порядка аппроксимации. Проведен краткий обзор сделанного в этой области и возможных приложений. Показаны преимущества данного метода. Представлен вывод разностных уравнений, используемых в методе. Освещены различные граничные условия и особенности их моделирования. Для неотражающих граничных условий представлены разностные уравнения, используемые для их моделирования. Приведены примеры моделирования электромагнитных волн при различных характеристиках среды (промоделировано прохождение волны через проводник и диэлектрик) и источниках излучения, в том числе рупорной антенны, в двумерном и трехмерном случаях. Для наглядности также показано распространение волн в одномерном разрезе. В качестве источников излучения использовались гауссиан, гармонический источник и плоская волна.

Бесплатно

Численное сравнение V-MLR- и CUSUM-методов обнаружения структурных сдвигов для кусочно-заданных GARCH-моделей

Борзых Д.А., Хасыков М.А., Языков А.А.

Статья научная

Предложен новый метод обнаружения структурных сдвигов для GARCH-моделей, названный авторами V-MLR. С помощью двух численных экспериментов, состоящих из 10 000 испытаний каждый, предлагаемый нами V-MLR-метод сопоставляется с хо- рошо известным CUSUM-методом. В первом эксперименте с одним структурным сдви- гом V-MLR-метод обнаружил правильное число структурных сдвигов в 91 % случаев, а CUSUM-метод - в 85 % случаев. При этом точность обнаружения самого структурного сдвига обоими методами оказалась сопоставимой. Во втором эксперименте без струк- турных сдвигов V-MLR-метод указал на отсутствие структурных сдвигов в 99 % случа- ев, в то время как CUSUM-метод - лишь в 91 % случаев. Таким образом, проведенные численные эксперименты указывают на то, что при сопоставимой точности обнару- жения моментов структурных сдвигов предлагаемый V-MLR-метод обладает большей чувствительностью к структурным сдвигам по сравнению с CUSUM-методом.

Бесплатно

Численное сравнение алгоритмов инициализации следов объектов

Спивак В.С., Тартаковский А.Г., Беренков Н.Р.

Статья научная

Алгоритмы обнаружения разладки могут быть использованы в большинстве задач инициализации следов объектов. Раньше, когда вычислительная сложность была проблемой, свою популярность завоевал алгоритм K/N благодаря вычислительной легкости. Существенно более эффективный алгоритм инициализации следов может быть построен на основе метода последовательного обнаружения разладки. В данной статье мы рассматриваем алгоритм движущегося среднего. Мы сравниваем характеристики алгоритмов K/N и движущегося среднего. Критерием оптимальности является максимизация вероятности правильного обнаружения в определенном временном интервале при заданном уровне риска ложной тревоги, измеряемом как локальная вероятность ложной тревоги. Для рассматриваемых рабочих характеристик мы получаем теоретическую оценку и оценку методом Монте-Карло. Результаты показывают, что предложенный алгоритм движущегося среднего демонстрирует рабочие характеристики значительно лучшие, чем алгоритм K/N .

Бесплатно

Численное сравнение наиболее популярных быстрых процедур обнаружения разладки

Спивак В.С.

Статья научная

Проводится исследование проблемы последовательного обнаружения момента изменения свойств случайного процесса, встречающейся в различных областях науки и техники. В статье проведен сравнительный анализ трех наиболее популярных процедур: Ширяева, Ширяева-Робертса, кумулятивных сумм (КУСУМ) для задачи с гауссовским наблюдением (сигнал на фоне белого шума). Для этого же наблюдения из интегральных уравнений Фредгольма 2 рода получены характеристики с помощью численного решения интегральных уравнений методом коллокаций. Исследование показало, что в данной постановке задачи наиболее популярная на практике процедура КУСУМ работает заметно хуже процедур Ширяева и Ширяева-Робертса.

Бесплатно

Численные методы моделирования транспортных потоков при исследовании и оптимизации движения на управляемых перекрёстках

Бабичева Т.С.

Статья научная

В статье описываются численные методы математического моделирования транспортных потоков к решению задач об оптимизации светофорных режимов на регулируемых перекрёстках. Поток автомобилей на многополосной дороге описывается пуассоновскими процессами. В работе введено, обосновано и рассчитано понятие «эффективного числа полос», характеризующего максимальный поток автомобилей при различных светофорных режимах.

Бесплатно

Численные методы нелинейной фильтрации для оценки состояния квадрокоптера с поворотными роторами

Шавин М.Ю.

Статья научная

Рассматривается задача оценки состояния сложной системы с существенно нелинейной динамикой. Проведен сравнительный анализ производительности расширеного фильтра Калмана, сигма-точечного фильтра Калмана и кубатурного фильтра Калмана в контуре системы управления квадрокоптером с поворотными роторами. Беспилотные летательные аппараты (БЛА) такого типа обладают повышенной маневренностью в сравнении со стандартными квадрокоптерами, однако введение дополнительных степеней свободы значительно усложняет динамику системы, что требует тщательного проектирования как самой системы управления, так и её подсистемы, отвечающей за обработку измерительной информации.Кратко описана математическая модель динамики, указаны особенности практической реализации алгоритмов оценки состояния в рассматриваемой задаче, приведены результаты численных экспериментов и выполнен их сравнительный анализ.

Бесплатно

Численный метод для модели Эйлера движения переохлажденных капель в условиях обледенения

Нгуен Н.Ш.

Статья научная

Модель Эйлера движения капель можно рассматривать как уравнения газа без давления. Эта система является слабо гиперболической. Решение задачи Римана может быть дельта-шок или вакуум. Для расчета разработана схема типа Годунова. В качестве примера приведены расчеты одномерных задач, задача движения капли в гравитационном поле и задача обтекания цилиндра.

Бесплатно

Численный метод расчета фазового равновесия углеводородов с учетом капиллярных свойств для заданных пористых сред

Райковский М.И.

Статья научная

Настоящая работа посвящена анализу численного метода расчета двухфазного равновесия углеводородной смеси с капиллярным скачком давления с привязкой к конкретной пористой среде. Данный метод представляет собой совместный анализ термодинамической капиллярной кривой, полученной путем расчета фазавого равновесия с капиллярным скачком углеводородной смеси, которая описывается уравнением состояния Пенга - Робинсона, и экспериментальной капиллярной кривой, описывающей пористую среду. Полученные результаты демонстрируют возможности использования данного метода при расчетах с учетом эффекта капиллярного скачка давления. Описанная расчетнотеоретическая методика применима к системам с произвольным числом компонент и легко обобщается на другие уравнения состояния, например, такое, как уравнение Редлиха - Квонга.

Бесплатно

Журнал