Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Прикладная механика и техническая физика

1999 год, номер 1

1.
Неустойчивость Рэлей – Тейлора тонкого жидкого слоя при наличии трехмерных возмущений.

С. М. Бахрах, Г. П. Симонов
Всероссийский научно - исследовательский институт экспериментальной физики, 607200 Саров

Аннотация >>
Рассмотрена эволюция малых трехмерных возмущений ускоряемого тонкого жидкого слоя. Полученные аналитические решения отвечают различным видам начальных возмущений: в форме слоя, начальных скоростях, толщине слоя. В зависимости от безразмерных параметров, характеризующих начальные данные, возмущения могут со временем экспоненциально расти, оставаться ограниченными, изменять фазу.


2.
О возможном влиянии изменения внутренней энергии свободной поверхности тонкого слоя жидкости на его волновое течение.

В. Е. Захватаев
Институт вычислительного моделирования СО РАН, 660036 Красноярск

Аннотация >>
Рассматривается формально возможный физический механизм развития длинноволновых возмущений течения тонкого слоя вязкой теплопроводной жидкости со свободной границей, характерная особенность которого состоит в том, что возникающие на границе напряжения Марангони формируются под влиянием изменений внутренней энергии межфазной поверхности. Влияние флуктуаций поверхностной внутренней энергии на течение слоя в рассматриваемом приближении имеет дисперсионный характер и может, в частности, способствовать регуляризации волновых режимов.


3.
Периодические и локализованные точные решения уравнения ht = ln h.

С. Н. Аристов
Институт механики сплошных сред Уральского отделения РАН, 614013 Пермь

Аннотация >>
Найдены новые точные регулярные решения уравнения нелинейной диффузии. Описаны различные типы эволюции некоторых классов локализованных начальных возмущений. Показано, что при задании локализованного распределения в виде кольца в результате диффузионного расплывания происходит мгновенное рождение сингулярности в его центре.


4.
О наличии трех решений при обтекании препятствий сверхкритическим установившимся потоком тяжелой жидкости.

К. Е. Афанасьев, С. В. Стуколов
Кемеровский государственный университет, 650043 Кемерово

Аннотация >>
Работа посвящена решению стационарной задачи об обтекании полукругового цилиндра, расположенного на дне, потоком идеальной несжимаемой жидкости. В результате расчетов выявлено, что задача имеет по крайней мере три решения относительно числа Фруда. При отсутствии препятствия на дне предложенный алгоритм позволяет строить уединенные волны вплоть до предельных. В работе приводятся важнейшие волновые характеристики: циркуляция, масса, потенциальная и кинетическая энергии волны. Анализ результатов расчетов позволил сделать вывод о том, что все максимальные значения характеристик уединенных волн достигаются до наступления максимальной амплитуды, максимум массы не совпадает с максимумами полной энергии и числа Фруда.


5.
Простые волны на сдвиговом потоке газа в канале постоянного сечения.

Б. Н. Елемесова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассматривается плоскопараллельное нестационарное сдвиговое течение газа в узком канале постоянного сечения. В классе изоэнтропических течений с монотонным по глубине канала профилем скорости доказана теорема существования решений в виде простых волн системы уравнений движения. Для политропного уравнения состояния в классе изоэнтропических течений найдено точное решение, описывающееся неполными бета - функциями.


6.
О суммировании ряда Вайтинга в задаче об уединенной волне.

Е. А. Карабут
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Найден ряд точных решений уравнений Эйлера со свободной поверхностью в присутствии сил гравитации. Они получены путем суммирования рядов Вайтинга, применяемых в теории уединенных волн. Обнаружено, что левая половина построенных течений в некоторых случаях близка к левой половине уединенных волн.


7.
Распространение ударных волн в двухфазной смеси с различными давлениями компонентов.

А. А. Жилин, А. В. Федоров
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассмотрен процесс распространения ударных волн в двухкомпонентных смесях. Исследования проводились в рамках двухскоростного приближения механики гетерогенных сред с учетом различия давлений компонентов. Численно, с помощью метода “крупных частиц”, показана устойчивость распространения всех типов стационарных ударных волн (полностью дисперсионных, замороженно - дисперсионных, дисперсионно - замороженных и замороженных двухфронтовой конфигурации) к инфинитезимальным и конечным возмущениям. Решена задача об инициировании ударных волн (образовании ударных волн различных типов из начальных данных ступенчатого вида). Получены течения в трансзвуковом диапазоне по скорости звука в первом компоненте.


8.
Взрывное истечение газонасыщенной жидкости из каналов и емкостей.

В. Ш. Шагапов, Г. Я. Галеева
Институт механики Уфимского научного центра РАН, 450000 Уфа

Аннотация >>
Построена математическая модель истечения газонасыщенной жидкости из цилиндрических каналов. Рассмотрены две предельные ситуации, обеспечивающие линейный и квадратичный законы зависимости силы гидравлического трения от скорости потока. Установлено, что процесс опорожнения полубесконечного канала состоит из двух этапов. На начальном этапе эффектом гидравлического сопротивления можно пренебречь, и процесс истечения описывается решением вида волны Римана. Для последующего этапа, когда инерция несущественна, получены нелинейные уравнения и для них построены автомодельные решения. Решена задача об опорожнении через щель конечной емкости. Показано, что в зависимости от условий внутри емкости и на выходе процесс истечения проходит как в режиме газодинамического запирания, так и в дозвуковом режиме. Приведены примеры численных расчетов.


9.
Численное моделирование газодинамических процессов в открываемой с торца трубе.

В. И. Борисенко, М. А. Кутищев, В. П. Мукоид
Государственный научно-инженеpный центр систем контроля и
аварийного реагирования Госкоматома Украины, 252011 Киев

Аннотация >>
В рамках одномерной модели рассматривается задача о внезапном вскрытии одного из торцов удлиненной цилиндрической емкости, содержащей газ под давлением. Предложена новая форма граничного условия на открытом торце трубы, которая учитывает местное гидродинамическое сопротивление, обусловленное неодномерностью реальной физической задачи. Система уравнений газовой динамики интегрируется численным методом распада разрывов Годунова. Детально описана процедура численной реализации нелинейного краевого условия на открытом срезе трубы. Графики, полученные в результате расчетов, сравниваются с экспериментальными данными и свидетельствуют о целесообразности использования предложенной методики.


10.
Структура стратифицированного течения около цилиндра при малых значениях внутреннего числа Фруда.

В. В. Миткин, Ю. Д. Чашечкин
Институт проблем механики РАН, 117526 Москва

Аннотация >>
Теневым методом визуализирована картина около горизонтального цилиндра, буксируемого с постоянной скоростью в непрерывно стратифицированной жидкости. Приведены значения скорости в опережающем возмущении – внутри области блокировки течения перед телом. В отстающем следе выделен новый класс мелкомасштабных структур в поле градиента плотности на фоне гладкого профиля скорости. Прослежена эволюция картины течения при изменении параметров движения тела.


11.
Эффективность инвариантного градиентного критерия устойчивости для натурных условий обтекания осесимметричных тел в зонах начала перехода и реламинаризации.

С. А. Гапонов, А. М. Павлюченко, А. Н. Попков
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Представлены количественные результаты исследования инвариантного градиентного критерия устойчивости, теоретически полученного Н. Н. Яненко и С. А. Гапоновым, для летных условий обтекания головных частей аэрофизических комплексов в зонах ламинарного течения и точках начала ламинарно - турбулентного перехода и реламинаризации.


12.
Динамические краевые углы смачивания при растекании капли на поверхности твердого тела.

О. В. Воинов
Институт механики многофазных систем СО РАН, 625000 Тюмень

Аннотация >>
Рассмотрена задача гидродинамики со свободной границей при осесимметричном растекании капли вязкой жидкости по гладкой поверхности твердого тела под действием капиллярных сил в условиях слабого влияния гравитации. Для конечных углов наклона свободной поверхности задача при малых капиллярных числах асимптотическим методом приведена к более простой задаче гидродинамики в области с известной границей. Найдено выражение динамического краевого угла капли. Показано, что у одной капли существует несколько динамических краевых углов, кроме локального угла наклона границы вблизи линии контакта трех фаз. Значения углов вычислены при малых числах Рейнольдса и Бонда.


13.
Газодинамическая структура течения системы плоских сверхзвуковых пересекающихся струй в гиперзвуковом потоке.

У. К. Жапбасбаев
Казахский государственный национальный университет им. Аль-Фараби, 480121 Алматы

Аннотация >>
Турбулентное движение описывается системой параболизованных уравнений Навье – Стокса, замкнутой (-)-моделью турбулентности. В численных расчетах, проведенных с помощью метода расщепления векторов потока, показана сложная картина взаимодействия волн возмущения. Установлено, что система ударных волн в газодинамическом участке вызывает порождение энергии пульсационного движения и появление диссипативных ячеистых структур в поле кинетической энергии турбулентности.


14.
Исследование турбулентного пограничного слоя на модели гиперзвукового летательного аппарата.

В. Н. Ветлуцкий, Е. М. Хоутман*
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
*Технический университет, 2600 GB Делфт, Нидерланды

Аннотация >>
Разработан алгоритм расчета пространственного сжимаемого турбулентного пограничного слоя на поверхности заостренного тела на основе численного решения трехмерных уравнений и алгебраических моделей турбулентности. Выполнены расчеты обтекания модели гиперзвукового самолета, полученные значения чисел Стантона сопоставлены с результатами эксперимента. Проведено исследование влияния числа Маха, угла атаки и числа Рейнольдса на параметры пограничного слоя. Показано, что изменение положения зоны перехода слабо влияет на величину коэффициента трения в области развитого турбулентного течения.


15.
Экспериментальное и численное исследование устойчивости предотрывного течения на профиле крыла.

Н. Д. Диковская, Б. Ю. Занин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Численным методом решается задача о возникновении и развитии двумерных волн неустойчивых возмущений в пограничном слое на модели крыла в области неблагоприятного градиента давления на предотрывном участке течения. Исследовалась устойчивость полученных в эксперименте профилей скорости, в том числе перегибных. В результате расчета для каждого из рассмотренных профилей скорости определены границы области неустойчивости, а также параметры максимально неустойчивых колебаний (частота, коэффициент усиления, длина волны, скорость распространения). Полученные в работе характеристики хорошо согласуются с реальными параметрами волн неустойчивости, измеренными в эксперименте.


16.
Течение вязкопластического материала между двумя концентрическими сферами.

С. Ф. Кузнецов, А. Д. Чернышов
Воронежская государственная технологическая академия, 394017 Воронеж

Аннотация >>
Рассматривается движение вязкопластической среды между двумя концентрическими сферами при вращении одной из них с постоянной угловой скоростью. Для решения поставленной задачи используется эвристический итерационный метод. Определена граница возникающих застойных зон и показана особенность ее формы. Получены зависимости характеристик течения от параметра среды.


17.
Естественная конвекция от цилиндра в узкой щели и пористой среде.

А. В. Горин, А. Ю. Егоров, В. Е. Накоряков, В. М. Чупин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Теоретически и экспериментально решена задача о естественной конвекции от горизонтального цилиндра в узкой щели и пористой среде. Предложен интегральный метод расчета теплоотдачи цилиндра при постоянном тепловом потоке на его поверхности. Численный анализ позволил выявить роль режимных и геометрических факторов. Показана возможность моделирования ячейкой Хил – Шоу естественной конвекции от цилиндра в пористой среде.


18.
Поведение нестационарной струи при истечении смеси газа высокого давления и дисперсной среды из цилиндрического канала в атмосферу.

Д. В. Ссадин
Военная инженерно-космическая академия им. А. Ф. Можайского, 197082 Санкт-Петербург

Аннотация >>
В рамках двухскоростной двухтемпературной газодинамики изучается нестационарная осесимметричная струя, образующаяся при истечении смеси газа высокого давления и дисперсной среды из цилиндрического канала в атмосферу. Предпринята попытка учесть эффективное давление хаотического движения частиц. Исследованы закономерности формирования струи. Установлено, что столкновительный механизм является существенным при радиальном расширении потока. Приведены данные эксперимента, подтверждающие достоверность полученных результатов.


19.
Исследование развития струи жидкого топлива при высоконапорном импульсном впрыске в газовую среду. I. Физическая модель.

А. А. Бузуков
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Предлагается трехстадийная схема расчета основных параметров высокоскоростной импульсной струи топливовоздушной смеси в газовой среде. Сначала рассматривается развитие осевого относительно плотного потока смеси, образующегося при квазистационарном высоконапорном истечении жидкого топлива из сопла форсунки. Затем определяется характер продвижения головного участка этого потока с учетом кумулятивного механизма его взаимодействия со средой. В заключение приведены зависимости, характерные для автономного кольцевого вихря, позволяющие определить диаметр струи и корневой угол ее раскрытия.


20.
Исследование развития струи жидкого топлива при высоконапорном импульсном впрыске в газовую среду. II. Расчет и эксперимент.

А. А. Бузуков
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Для вычисления параметров газожидкостной струи, образующейся при импульсном высоконапорном впрыске жидкого топлива в газовую среду, использована разработанная ранее на основании результатов комплексного экспериментального исследования трехступенчатая схема расчета. Сравнение полученных с ее помощью данных с экспериментальными показало их удовлетворительное не только качественное, но и количественное соответствие, а наблюдающиеся в определенных диапазонах параметров расхождения нашли физически обоснованное объяснение.


21.
Стационарное фрикционное теплообразование на осе-симметричном контакте скольжения термочувствительной сферы и жесткого теплоизолированного основания.

Р. Д. Кульчицкий-Жигайло, А. А. Евтушенко*
Политехнический университет, 15333 Бялысток, Польша
Львовский государственный университет им. И. Франко, 290602 Львов

Аннотация >>
Предлагается подход к построению расчетной схемы определения размеров площадки контакта, давления и температуры для термочувствительной сферы, скользящей по жесткому теплоизолированному основанию. Как частный случай из полученного решения следует известное решение для постоянных теплофизических свойств материала сферы.


22.
Численное моделирование формования пучков волокон из расплавов полимера.

В. И. Елисеев, Ю. П. Совит, Л. А. Флер
Днепропетровский государственный университет, 320625 Днепропетровск

Аннотация >>
Сформулирована математическая модель процесса формования синтетических нитей, движущихся пучком. Рассмотрено три основных варианта: формование открытых пучков, формование в обдувочных шахтах и вытяжка нитей с помощью эжектора. В рамках максвелловской модели вязкоупругой жидкости рассмотрены также режимы низко- и высокоскоростного формования. На основе проведенных расчетов показано влияние способов формования на параметры получаемых нитей в пучке и отмечена значительная зависимость их от локальных условий при высокоскоростной вытяжке, сопровождаемой ориентационной кристаллизацией.


23.
Контактная задача для кольцевой пластинки на упругом основании. Вариационный подход.

С. В. Босаков
Белорусская государственная политехническая академия, 220027 Минск

Аннотация >>
Рассматривается контактная задача для осесимметрично нагруженной гибкой кольцевой пластинки, лежащей без трения на упругом полупространстве. Осадки пластинки задаются в виде степенного ряда с неопределенными коэффициентами, величины которых находятся по методу Рэлея – Ритца из условия минимума полной потенциальной энергии пластинки и упругого основания. При этом неявно используется способ ортогональных многочленов.


24.
Моделирование распространения плоских волн в анизотропной упругой среде.

С. А. Анисимов, И. О. Богульский*
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Институт вычислительного моделирования СО РАН, 660036 Красноярск

Аннотация >>
Предлагается алгоритм, по которому процесс численного решения сводится к последовательному расчету элементарных одномерных задач типа системы уравнений акустики.


25.
Проектирование поперечно-слоистого стержня минимального веса при ограничении на устойчивость.

В. В. Алехин, Л. В. Баев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Рассматривается задача синтеза из конечного набора упругих однородных изотропных материалов поперечно - слоистого прямолинейного стержня минимального веса, сжатого осевой силой, при заданном ограничении на критическую нагрузку потери устойчивости. Для описания изгиба стержня используется классическая теория балок, основанная на гипотезе плоских нормальных сечений. Получены необходимые условия оптимальности, построен вычислительный алгоритм и приведен пример расчета оптимального стержня.


26.
Численное исследование нелинейной динамики гидроупругосвязанных плоских криволинейных стержней.

Ю. В. Егунов, А. В. Кочетков
Научно-исследовательский институт механики при ННГУ, 603600 Нижний Новгород

Аннотация >>
Исследуется нелинейная динамика гидроупругосвязанных плоских криволинейных стержней. Учитываются взаимное влияние деформационных и гидродинамических процессов, большие перемещения и деформации стержней, предварительное статическое напряженно - деформированное состояние, нестационарность потока жидкости. Предложена методика численного решения начально-краевых задач. Проведено исследование эффектов гидроупругого взаимодействия. Анализируется влияние различных факторов на динамику поврежденного трубопровода.