Application of Multipole Decomposition for Sonic Boom Propagation Problems

A. A. Kornyakov; Корняков А. А.; V. G. Soudakov; Судаков В. Г.; A. S. Shcheglov; Щеглов А. С.

doi:10.31857/S0032823523050089

Применение мультипольного разложения для задач распространения звукового удара

Авторы: Корняков А.А.¹, Судаков В.Г.¹, Щеглов А.С.¹
Учреждения:
1. Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского
Выпуск: Том 87, № 5 (2023)
Страницы: 869-882
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0032-8235/article/view/232519
DOI: https://doi.org/10.31857/S0032823523050089
EDN: https://elibrary.ru/VCJLNO
ID: 232519

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В настоящей работе разработана модификация метода мультипольного разложения, которая позволяет связать распределение избыточного давления в ближнем поле сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) с распределением в дальнем поле, которое необходимо для решения задачи распространения звукового удара от СПС. Выполнено обобщение способа решения интегральных уравнений, возникающих при мультипольном разложении. Разработан алгоритм для мультипольной коррекции сигнатур звукового удара, получаемых в численных расчетах ближнего возмущенного поля, проведено тестирование.

Ключевые слова

звуковой удар, мультипольное разложение, сверхзвуковой пассажирский самолет, ближнее поле, дальнее поле

Список литературы

Ландау Л.Д. Об ударных волнах на далеких расстояниях от места их возникновения // ПММ. 1945. Т. 9. № 4. С. 286–292.
Yamashita R., Wutschitz L., Nikiforakis N. A full-field simulation methodology for sonic boom modelling on adaptive Cartesian cut-cell meshes // J. Comput. Phys. 2020. V. 408. № 109271. P. 1–19.
Чернышев С.Л. Звуковой удар. М.: Наука, 2011. 351 с.
Жилин Ю.Л. О звуковом ударе // Уч. зап. ЦАГИ. 1971. Т. 2. № 3. С. 1–11.
Thomas C.L. Extrapolation of sonic boom pressure signatures by the waveform parameter method // NASA TN D-6832. 1972. 35 p.
Chernyshev S.L., Gorbovskoy V.S., Kazhan A.V., Korunov A.O. Re-entry vehicle sonic boom issue: modelling and calculation results in windy atmosphere based on the augmented Burgers equation // Acta Astron. 2022. V. 194. P. 450–460.
Maglieri D.J., Bobbitt P.J., Plotkin K.J., Shepherd K.P., Coen P.G., Richwine D.M. Sonic boom. Six decades of research // NASA-SP-2014-622. 2014. 539 p.
Page J.A., Plotkin K.J. An efficient method for incorporating computational fluid dynamics into sonic boom prediction // AIAA Paper 1991-3275. 1991.
George A. Reduction of sonic boom by azimuthal redistribution of overpressure // AIAA J. 1969. V. 7. № 2. P. 291–297.
Rallabhandi S.K., Mavris D.N. New computational procedure for incorporating computational fluid dynamics into sonic boom prediction // J. Aircraft. 2007. V. 44. № 6. P. 1964–1971.
Kanamori M., Makino Y., Ishikawa H. Extension of multipole analysis to laterally asymmetric flowfield around supersonic flight vehicle // AIAA J. 2019. V. 56. № 1. P. 191–204.
Park M.A., Morgenstern J.M. Summary and statistical analysis of the first AIAA sonic boom prediction workshop // J. Aircraft. 2016. V. 53. № 2. P. 578–598.
Spalart P.R., Allmaras S.R. A one-equation turbulence model for aerodynamic flows // AIAA Paper 1992-0439. 1992.
Fedorov A.V., Soudakov V.G., Malmuth N.D. Theoretical modeling of two-body interaction in supersonic flow // AIAA J. 2010. V. 48. № 2. P. 258–266.
Жилин Ю.Л., Коваленко В.В. О связывании ближнего и дальнего полей в задаче о звуковом ударе // Уч. зап. ЦАГИ. 1998. Т. XXIX. № 3–4. С. 111–122.
Keller J.B. Geometrical acoustics. I. The theory of weak shock waves // J. Appl. Phys. 1954. V. 25. № 8. P. 938–947.