Аеродинаміка турбулентного обтікання багатоелементного профілю у крейсерській та злітно-посадковій конфігурації

Numerical modeling of multi-element airfoil's aerodynamics employs the Reynolds averaged Navier-Stokes equations of incompressible environment, which are related via a single-parametric differential turbulence model by Spalart-Allmaras. The system of initial equations has been recorded with respect to an arbitrary curvilinear coordinate system. The pressure and velocity fields have been aligned by using an artificial compressibility method modified for calculating the nonstationary problems. The system of initial equations has been integrated numerically by applying a control volume method. The counter-flow Rogers-Kwak approximation has been used for convection flows, based on the Roe scheme of third-order accuracy. The turbulence models, in order to approximate the convection components, employed a TVD scheme with the third-order flow limiter ISNAS. The paper reports results from calculating a turbulent flow around a multi-element airfoil in a wide range of the angles of attack. The result of the current research is the performed analysis of the flow field around a multi-element airfoil, pressure coefficients, the lifting force, as well as the drag force. Physical features in a flow structure at flowing around the multi-element airfoil 30P30N have been identified. In the investigated range of the angles of attack, flowing around a airfoil in the takeoff and landing configuration is stationary in nature except for the regions where the flow is detached from sharp edges, such as the slat's inside part and a region in the tail part of the main profile. There are recirculation currents within these regions. With an increase in the angle of attack, dimensions of the detachable zone at the slat's inner surface decrease while remaining almost unchanged in the tail part of the main profile. At the top surface of the main profile there forms a jet of air, due to the acceleration of the flow between the slat and the leading edge of the main profile. The existence of a gap between the main profile and the flap leads to the interference of jet currents at the upper surface of the slat. It has been shown that the takeoff and landing configuration demonstrates the higher values of the lifting force coefficient than the cruise configuration, especially at large angles of attack. The calculation results agree well with the data by other authors.Для численного моделирования аэродинамики многоэлементного профиля применяются осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье-Стокса несжимаемой среды, замкнутые однопараметрической дифференциальной моделью турбулентности Spalart-Allmaras. Система исходных уравнений записывалась относительно произвольной криволинейной системы координат. Согласование полей давления и скорости осуществлялось с помощью метода искусственной сжимаемости, модифицированного для расчета нестационарных задач. Интегрирование системы исходных уравнений проводилось численно с использованием метода контрольного объема. Для конвективных потоков использовалась противопоточная аппроксимация Rogers-Kwak, основанная на схеме Roe третьего порядка точности. В модели турбулентности для аппроксимации конвективных слагаемых применялась схема TVD с ограничителем потоков ISNAS третьего порядка. Представлены результаты расчета турбулентного обтекания многоэлементного профиля в широком диапазоне углов атаки. В результате проведенных исследований выполнен анализ поля течения вокруг многоэлементного профиля, коэффициентов давления, подъемной силы и силы лобового сопротивления. Выделены физические особенности структуры течения при обтекании многоэлементного профиля 30P30N. В исследуемом диапазоне углов атаки обтекание профиля во взлетно-посадочной конфигурации носит стационарный характер за исключением областей, где отрыв потока происходит с острых кромок, таких как внутренняя часть предкрылка и область в хвостовой части основного профиля. Внутри этих областей возникают рециркуляционные течения. С увеличением угла атаки размеры отрывной зоны на внутренней поверхности предкрылка уменьшаются, а в хвостовой части основного профиля остаются практически постоянными. На верхней поверхности основного профиля формируется струя воздуха вследствие ускорения потока между предкрылком и передней кромкой основного профиля. Наличие зазора между основным профилем и закрылком приводит к интерференции струйных течений на верхней поверхности закрылка. Показано, что взлетно-посадочная конфигурация обладает более высокими значениями коэффициента подъемной силы, чем крейсерская конфигурация, особенно на больших углах атаки. Результаты расчетов удовлетворительно согласуются с данными других авторовДля чисельного моделювання аеродинаміки багатоелементного профілю застосовуються осереднені за Рейнольдсом рівняння Нав’є-Стокса нестисливого середовища, замкнуті однопараметричною диференціальною моделлю турбулентності Spalart-Allmaras. Система вихідних рівнянь записувалася щодо довільної криволінійної системи координат. Узгодження полів тиску і швидкості здійснювалося за допомогою методу штучної стисливості, модифікованого для розрахунку нестаціонарних задач. Інтегрування системи вихідних рівнянь проводилося чисельно з використанням методу контрольного об'єму. Для конвективних потоків використовувалася протипотокова апроксимація Rogers-Kwak, заснована на схемі Roe третього порядку точності. У моделях турбулентності для апроксимації конвективних складових застосовувалася схема TVD з обмежувачем потоків ISNAS третього порядку. Представлені результати розрахунку турбулентного обтікання багатоелементного профілю в широкому діапазоні кутів атаки. У результаті проведених досліджень виконано аналіз поля течії навколо багатоелементного профілю, коефіцієнтів тиску, піднімальної сили та сили лобового опору. Виділено фізичні особливості структури течії при обтіканні багатоелементного профілю 30P30N. У досліджуваному діапазоні кутів атаки обтікання профілю у злітно-посадковій конфігурації носить стаціонарний характер за винятком областей, де відрив потоку відбувається з гострих кромок, таких як внутрішня частина передкрилка і область в хвостовій частині основного профілю. Усередині цих областей виникають рециркуляційні течії. Зі збільшенням кута атаки розміри відривний зони на внутрішній поверхні передкрилка зменшуються, а в хвостовій частині основного профілю залишаються майже незмінними. На верхній поверхні основного профілю формується струмінь повітря внаслідок прискорення потоку між передкрилком і передньою кромкою основного профілю. Наявність зазору між основним профілем і закрилком призводить до інтерференції струменевих течій на верхній поверхні закрилка. Показано, що злітно-посадкова конфігурація володіє вищими значеннями коефіцієнта підйомної сили, ніж крейсерська конфігурація, особливо на великих кутах атаки. Результати розрахунків задовільно погоджуються з даними інших авторі

Aerodynamic Performance of Vertical-Axis Wind Turbines

The nonstationary separated incompressible flows around Darrieus and Savonius rotors of vertical-axis wind turbines were investigated through computational simulation using the Reynolds averaged Navier–Stokes equations and Spalart–Allmaras turbulence model. The implicit finite-volume algorithm, the basis of which was artificial compressibility method, was chosen to obtain the numerical solution. The series of computational and physical experiments for Darrieus rotors with varied numbers and shapes of blades were performed. The detailed visualization of the flow was presented. The turbulent flows surrounding the Darrieus and Savonius rotors were studied, and as a part of these investigations, the major phases of vortex progress were identified. For this purpose, three series of computer tests on the aerodynamic and power properties of Savonius rotors with two and three buckets were performed, and their results are also presented. The influence of tip-speed ratio, solidity, and Reynolds numbers on the power coefficients of the Darrieus and Savonius rotors was investigated. It has been demonstrated that increasing Reynolds number from 104 to 106 causes a rise in Darrieus rotors power coefficient from 0.15 up to 0.5. The maximum values of power coefficient are moved away from higher values of tip-speed ratio from 2 to 5 as a result of a decrease in Darrieus rotor solidity from 1.0 to 0.33. The greatest power coefficient for a Savonius rotor with two blades is 0.23 and for a Savonius rotor with three blades is 0.19.U.F.-G. was supported by the government of the Basque Country through the research grant ELKARTEK KK-2021/00014 BASQNET (Estudio de nuevas técnicas de inteligencia artificial basadas en Deep Learning dirigidas a la optimización de procesos industriales) and IT1514-22. K.P.-P. was supported by INVESTIGO program of the Basque Country 2022

Design methodology for immersive educational resources

Based on the analysis of sources on the problem of research, the article defines types of electronic educational resources (EER), general requirements for them, focuses on didactic and methodological requirements and existing holistic systems of psychological and pedagogical requirements for EER, presents the main types of parameters that can be used to evaluate the quality of EER, analyzes the typical structure of EER and characterizes its components. The analysis of approaches to defining the concepts of ``immersiveness'', ``immersive educational environment'', ``immersive approach in education'', ``immersive educational resources'' (IER) was carried out, on the basis of which the relationship between the virtual environment and immersive learning environment was determined, the pedagogical aspects of learning in immersive environments were considered, the classification of IER was made. The main components of IER design and implementation are analyzed, and the essence of IER design and IER design methodology is determined.In the main part of the proposed general model of the methodology of IOR design and analyzed the goals, subjects of methods, stages, and content of training, forms of organization of the educational process, methods, teaching tools, and predicted results of the methodology.In the conclusion the elements of the methodology of IЕR design are presented, in particular, a complex IЕR in the form of a distance learning course, examples of designing prototypes of immersive teaching materials, etc. are considered.Based on the analysis of sources on the problem of research, the article defines types of electronic educational resources (EER), general requirements for them, focuses on didactic and methodological requirements and existing holistic systems of psychological and pedagogical requirements for EER, presents the main types of parameters that can be used to evaluate the quality of EER, analyzes the typical structure of EER and characterizes its components. The analysis of approaches to defining the concepts of ``immersiveness'', ``immersive educational environment'', ``immersive approach in education'', ``immersive educational resources'' (IER) was carried out, on the basis of which the relationship between the virtual environment and immersive learning environment was determined, the pedagogical aspects of learning in immersive environments were considered, the classification of IER was made. The main components of IER design and implementation are analyzed, and the essence of IER design and IER design methodology is determined.In the main part of the proposed general model of the methodology of IOR design and analyzed the goals, subjects of methods, stages, and content of training, forms of organization of the educational process, methods, teaching tools, and predicted results of the methodology.In the conclusion the elements of the methodology of IЕR design are presented, in particular, a complex IЕR in the form of a distance learning course, examples of designing prototypes of immersive teaching materials, etc. are considered

Аеродинаміка турбулентного обтікання багатоелементного профілю у крейсерській та злітно-посадковій конфігурації

Numerical modeling of multi-element airfoil's aerodynamics employs the Reynolds averaged Navier-Stokes equations of incompressible environment, which are related via a single-parametric differential turbulence model by Spalart-Allmaras. The system of initial equations has been recorded with respect to an arbitrary curvilinear coordinate system. The pressure and velocity fields have been aligned by using an artificial compressibility method modified for calculating the nonstationary problems. The system of initial equations has been integrated numerically by applying a control volume method. The counter-flow Rogers-Kwak approximation has been used for convection flows, based on the Roe scheme of third-order accuracy. The turbulence models, in order to approximate the convection components, employed a TVD scheme with the third-order flow limiter ISNAS. The paper reports results from calculating a turbulent flow around a multi-element airfoil in a wide range of the angles of attack. The result of the current research is the performed analysis of the flow field around a multi-element airfoil, pressure coefficients, the lifting force, as well as the drag force. Physical features in a flow structure at flowing around the multi-element airfoil 30P30N have been identified. In the investigated range of the angles of attack, flowing around a airfoil in the takeoff and landing configuration is stationary in nature except for the regions where the flow is detached from sharp edges, such as the slat's inside part and a region in the tail part of the main profile. There are recirculation currents within these regions. With an increase in the angle of attack, dimensions of the detachable zone at the slat's inner surface decrease while remaining almost unchanged in the tail part of the main profile. At the top surface of the main profile there forms a jet of air, due to the acceleration of the flow between the slat and the leading edge of the main profile. The existence of a gap between the main profile and the flap leads to the interference of jet currents at the upper surface of the slat. It has been shown that the takeoff and landing configuration demonstrates the higher values of the lifting force coefficient than the cruise configuration, especially at large angles of attack. The calculation results agree well with the data by other authors.Для численного моделирования аэродинамики многоэлементного профиля применяются осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье-Стокса несжимаемой среды, замкнутые однопараметрической дифференциальной моделью турбулентности Spalart-Allmaras. Система исходных уравнений записывалась относительно произвольной криволинейной системы координат. Согласование полей давления и скорости осуществлялось с помощью метода искусственной сжимаемости, модифицированного для расчета нестационарных задач. Интегрирование системы исходных уравнений проводилось численно с использованием метода контрольного объема. Для конвективных потоков использовалась противопоточная аппроксимация Rogers-Kwak, основанная на схеме Roe третьего порядка точности. В модели турбулентности для аппроксимации конвективных слагаемых применялась схема TVD с ограничителем потоков ISNAS третьего порядка. Представлены результаты расчета турбулентного обтекания многоэлементного профиля в широком диапазоне углов атаки. В результате проведенных исследований выполнен анализ поля течения вокруг многоэлементного профиля, коэффициентов давления, подъемной силы и силы лобового сопротивления. Выделены физические особенности структуры течения при обтекании многоэлементного профиля 30P30N. В исследуемом диапазоне углов атаки обтекание профиля во взлетно-посадочной конфигурации носит стационарный характер за исключением областей, где отрыв потока происходит с острых кромок, таких как внутренняя часть предкрылка и область в хвостовой части основного профиля. Внутри этих областей возникают рециркуляционные течения. С увеличением угла атаки размеры отрывной зоны на внутренней поверхности предкрылка уменьшаются, а в хвостовой части основного профиля остаются практически постоянными. На верхней поверхности основного профиля формируется струя воздуха вследствие ускорения потока между предкрылком и передней кромкой основного профиля. Наличие зазора между основным профилем и закрылком приводит к интерференции струйных течений на верхней поверхности закрылка. Показано, что взлетно-посадочная конфигурация обладает более высокими значениями коэффициента подъемной силы, чем крейсерская конфигурация, особенно на больших углах атаки. Результаты расчетов удовлетворительно согласуются с данными других авторовДля чисельного моделювання аеродинаміки багатоелементного профілю застосовуються осереднені за Рейнольдсом рівняння Нав’є-Стокса нестисливого середовища, замкнуті однопараметричною диференціальною моделлю турбулентності Spalart-Allmaras. Система вихідних рівнянь записувалася щодо довільної криволінійної системи координат. Узгодження полів тиску і швидкості здійснювалося за допомогою методу штучної стисливості, модифікованого для розрахунку нестаціонарних задач. Інтегрування системи вихідних рівнянь проводилося чисельно з використанням методу контрольного об'єму. Для конвективних потоків використовувалася протипотокова апроксимація Rogers-Kwak, заснована на схемі Roe третього порядку точності. У моделях турбулентності для апроксимації конвективних складових застосовувалася схема TVD з обмежувачем потоків ISNAS третього порядку. Представлені результати розрахунку турбулентного обтікання багатоелементного профілю в широкому діапазоні кутів атаки. У результаті проведених досліджень виконано аналіз поля течії навколо багатоелементного профілю, коефіцієнтів тиску, піднімальної сили та сили лобового опору. Виділено фізичні особливості структури течії при обтіканні багатоелементного профілю 30P30N. У досліджуваному діапазоні кутів атаки обтікання профілю у злітно-посадковій конфігурації носить стаціонарний характер за винятком областей, де відрив потоку відбувається з гострих кромок, таких як внутрішня частина передкрилка і область в хвостовій частині основного профілю. Усередині цих областей виникають рециркуляційні течії. Зі збільшенням кута атаки розміри відривний зони на внутрішній поверхні передкрилка зменшуються, а в хвостовій частині основного профілю залишаються майже незмінними. На верхній поверхні основного профілю формується струмінь повітря внаслідок прискорення потоку між передкрилком і передньою кромкою основного профілю. Наявність зазору між основним профілем і закрилком призводить до інтерференції струменевих течій на верхній поверхні закрилка. Показано, що злітно-посадкова конфігурація володіє вищими значеннями коефіцієнта підйомної сили, ніж крейсерська конфігурація, особливо на великих кутах атаки. Результати розрахунків задовільно погоджуються з даними інших авторі

Non-Verbal Communication Means in the Contemporary Art

The relevance of this work is due to the significant spread of various concepts on the basic ways of generating diverse, modern shows of the entertainment genre with a wide range of non-verbal means of communication. Non-verbal communication means serve as mediators in art but due to the fact that in contemporary art, the communication between the audience and the author is not sufficiently arranged, there are gaps in the information message perceiving. The authors aimed to study the communication barriers related to non-verbal communication means, as well as to find the solutions for the problems that arise in this context. The following methods were used: analysis and synthesis, comparison, descriptive method, method of abstraction. Trends in cooperation developing between the authors and the subjects of receiving information were identified. The psychological and social researches’ data on the different signals impact on the information receiving efficiency were analyzed. Features and characteristics of the non-verbal communication means, their relationships, similarities and differences were identified. As a result of the research, the basic concepts of creating a show in the XXI century with the involvement of non-verbal communication, their effectiveness in the development of the industry at this stage, as well as possible directions for future development were described

Static and dynamic price effects motivated by innovation and imitation: Novel insights using the Barone's curve

Luigi Barone's famous curve offers an excellent framework for the study of the microeconomic and macroeconomic implications of innovation and imitation. However, neither Barone nor his epig- ones have been able to sufficiently "exploit" his contribution to date. Complementing his analysis of supply (covering unit costs and marginal costs of production) to the forces of aggregate demand provided by the macroeconomic aggregate demand-aggregate supply model (AS-AD) analysis would be required in order to identify the determinants of the equilibrium price level in the econ- omy. Moreover, a dynamic interpretation (provided by an inhomogeneous difference equation of the second order) of Barone's key economic growth factors (innovation and imitation) makes it easier to identify the cyclical properties of the macroeconomic price changes. These cyclical price movements have proven to be empirically relevant in the case of Germany (2000-2017), while patent record (as an indicator for the occurrence of innovation) appears to follow a random walk (Germany, 2000-2017)