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

Теплофизика и аэромеханика

2003 год, номер 2

1.
LDA – PIV-диагностика и трехмерный расчет пульсирующего закрученного потока в закрытой цилиндрической камере

И.В. Наумов, В.Л. Окулов, К.Е. Майер*, Ж.Н. Соренсен*, В. Шен*
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
*Машиностроительный факультет Датского технического университета, Копенгаген, Дания
Страницы: 151–156

Аннотация >>
Представлены результаты исследования нестационарного распада вихря, выполненного одновременно двумя методами диагностики потоков: методом определения поля скорости по трекам частиц (PIV) и лазерной доплеровской анемометрией (LDA). Для конкретного экспериментального режима численно решены в цилиндрических координатах трехмерные нестационарные уравнения Навье – Стокса для несжимаемой жидкости. Хорошее соответствие результатов расчета и эксперимента показало работоспособность как предложенной методики диагностирования пульсирующего распада вихря, так и использованного численного метода решения трехмерных нестационарных уравнений Навье – Стокса.


2.
Моделирование процесса пылеулавливания в прямоточном циклоне. 1. Аэродинамика и коэффициент диффузии частиц в циклонной камере

М.И. Шиляев, А.М. Шиляев
Томский государственный архитектурно-строительный университет
Страницы: 157–170

Аннотация >>
Рассмотрено уравнение конвективной диффузии частиц, и сформулирована постановка задачи о выделении частиц пыли из турбулентного потока газа в прямоточном циклоне. Проведен анализ уравнений пульсационного движения частиц в поле действия центробежных и кориолисовых сил, и получена аналитическая зависимость для их коэффициента диффузии.


3.
Измельчение расчетной сетки при моделировании закрученного двухфазного течения

М. Сийержич, Ф. Ментер*
Институт ядерных исследований, Белград, Югославия
*АЭА-Технология, Оттерфинг, Германия
Страницы: 171–182

Аннотация >>
Описывается модель двухфазного течения из пакета программ TASCflow3D, используемая для моделирования закрученного внезапно расширяющегося турбулентного течения смеси газа и частиц. Современные численные методы позволяют решать вычислительные проблемы, связанные с использованием большого числа узлов разностных сеток. В рассматриваемом случае применяется неравномерная разностная сетка с локальным измельчением в зонах больших градиентов скорости. Одна из задач исследования – определение влияния разрешения расчетной сетки на сходимость решения. Получено хорошее соответствие между расчетом и экспериментом. Результаты вычислений дают полезную информацию о структуре потока.


4.
Нестационарные вихревые следы за взаимно движущимися венцами осевой турбомашины

В.Э. Сарен, С.А. Смирнов
Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, Москва
Страницы: 183–196

Аннотация >>
Экспериментально исследована структура нестационарных вихревых следов за ротором в системе венцов статор – ротор – статор осевого компрессора. Установлено, что помимо торможения осредненной по времени относительной скорости течения в зоне турбулентного вихревого следа за лопаткой вблизи оси следа возникает слой свободных вихрей, сносимых потоком. Свободные вихри пульсируют с частотой следования лопаток соседних венцов, вызывают пульсации скорости и давления в потоке и в процессе смешения увеличивают потери полного давления.


5.
Влияние периодического импульсного локального подвода энергии на структуру трансзвукового обтекания крыловых профилей

С.М. Аульченко, В.П. Замураев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск
Страницы: 197–204

Аннотация >>
Проведено математическое моделирование трансзвукового режима обтекания крылового профиля в условиях импульсного периодического локального энергоподвода с целью изучения его влияния на структуру течения (разрушение и возникновение ударных волн, их положение и интенсивность и иные эффекты, вызванные перестройкой течения). Представлены результаты расчета обтекания профиля NACA-0012 потоком идеального газа с числом Маха 0,8 при различных положениях зон энергоподвода и значениях подводимой энергии. Моделирование проводилось на основе двумерных нестационарных уравнений газовой динамики. В качестве начальных условий используется стационарное обтекание профиля без энергоподвода. Для нахождения численного решения применяется явный метод конечных объемов, уменьшающий полную вариацию (TVD-реконструкция). С момента начала энергоподвода до получения периодического режима решается нестационарная задача. Показаны возможности управления локальными и интегральными характеристиками крыловых профилей на трансзвуковых режимах обтекания. Установлен периодический характер формирующегося течения, который может быть реализован на крейсерских режимах полета; приведены примеры как глобальной, так и локальной перестройки течения.


6.
Влияние формы поверхности крыла на отрыв потока

И.Д. Зверков, Б.Ю. Занин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск
Страницы: 205–213

Аннотация >>
Проведены экспериментальные исследования обтекания крыловых профилей в дозвуковых аэродинамических трубах. Цель исследований – сравнение течений над верхней поверхностью обычного прямого крыла и крыла с волнистой поверхностью, имитирующего крыло параплана. Обнаружена трехмерность структуры течения в зоне ламинарных отрывных пузырей, показаны особенности их формирования на плоском и волнистом крыле. Измерены нормальная и тангенциальная составляющие аэродинамической силы, действующей на крыло, и показаны преимущества крыла параплана перед плоским крылом.


7.
Управление возникновением акустических резонансов в пространственных течениях с когерентными структурами

С.А. Козлов, С.П. Бардаханов
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск
Страницы: 215–225

Аннотация >>
Проведены экспериментальные исследования возникновения мощных резонансных акустических колебаний, обусловленных сходом когерентных структур (источник возбуждения колебаний) в областях отрыва турбулентного пограничного слоя в начале следа за плоскими и пространственными конфигурациями прямоугольных, стреловидных и круговых пластин, установленных в канале параллельно его стенкам. Обнаружены некоторые новые явления, в частности, взаимодействие ряда систем когерентных структур и соответственно одновременное возбуждение нескольких резонансных частот в переходных режимах, возникновение пространственно неоднородных когерентных структур, формирование сложных стоячих звуковых волн около обтекаемых тел. Полученные результаты рассматриваются как различные способы управления аэроакустическим резонансом и течением в целом.


8.
Возмущения сжимаемого пограничного слоя, вызванные шероховатостью поверхности пластины

Г.В. Петров
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск
Страницы: 227–234

Аннотация >>
Ставится и с использованием параболизованных уравнений устойчивости решается линейная задача для возмущений сжимаемого ламинарного пограничного слоя, вызванных малой синусоидальной шероховатостью поверхности пластины. Исследованы особенности поведения возмущений при углах между фронтом волны шероховатости и направлением потока, равных углу Маха. Рассчитаны параметры звука, излучаемого шероховатой пластиной при сверхзвуковом обтекании (M = 2).


9.
Эффективность интенсификации теплообмена углублениями и выступами сферической формы

К.Л. Мунябин
Волжская государственная академия водного транспорта, Н. Новгород
Страницы: 235–246

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования теплоотдачи конвекцией и гидравлического сопротивления при течении воздуха в кольцевом зазоре, внутренняя труба которого профилирована сферическими углублениями-лунками, расположенными в шахматном порядке, и в трубе со сферическими выступами на образующей поверхности. Исследования проводились в следующих диапазонах режимных и геометрических параметров: Ref,°d = 2 .103 8 .103 и 3 .103 2,2 .104 (соответственно в кольцевом зазоре и в трубе), относительная глубина лунок h/dH= 0,035 0,175, расстояние между лунками t/dH= 0,526 0,701, dH – диаметр наружной трубы кольцевого канала. Анализ опытных данных показал, что в обоих случаях достигается существенная интенсификация теплообмена (в 2,1 и 3,2 раза соответственно). Зафиксировано снижение потерь на сопротивление “облуненных” каналов по сравнению с гладкими. Показана высокая эффективность представленных теплообменных поверхностей.


10.
Теплопроводность гексафторпропана HFC-236ea

О.И. Верба, В.А. Груздев
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
Страницы: 247–254

Аннотация >>
Исследована теплопроводность 1,1,1,2,3,3-гексафторпропана (HFC-236ea) в жидком и газообразном состоянии в интервале температур от 307 до 433 K при давлениях от 0,18 до 2,8 МПа. Измерения проведены стационарным методом коаксиальных цилиндров на образцах чистотой 99,4 мол. % с погрешностью, в основном не превышающей 2 %. При атмосферном давлении в газовой фазе теплопроводность HFC-236ea в пределах погрешностей не отличается от теплопроводности HFC-227ea и октафторпропана и в то же время значительно ниже теплопроводности пропана. Зависимость теплопроводности газообразного HFC-236ea от температуры и давления аппроксимирована полиномом четвертой степени (относительно давления). Рассчитаны значения теплопроводности жидкости и пара на кривой насыщения.


11.
Однофазная задача Стефана для полупрозрачной среды с учетом отражения излучения

Н.А. Рубцов, Н.А. Саввинова, С.Д. Слепцов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
Страницы: 255–264

Аннотация >>
Проведено численное исследование формирования температурных полей и радиационных потоков в процессе плавления полупрозрачной серой среды с различными значениями коэффициентов поглощения. Рассмотрены эволюция роста температуры на левой непрозрачной границе и динамика движения фронта фазового перехода при различных значениях коэффициентов отражения границ слоя.


12.
Использование метода стохастического аналога для исследования флуктуационной стадии блистеринга

А.Л. Бондарева, Г.И. Змиевская
Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Москва
Страницы: 265–276

Аннотация >>
Образование вакансионно-газовых пор в кристаллической решетке металла исследуется численно методом стохастического аналога, позволяющим представить явление блистеринга случайным марковским процессом. Зародыши газовой фазы образуются в результате накопления частиц плохо растворимых газов в пузырьках-блистерах. Под влиянием дальнодействующего потенциала непрямого взаимодействия незаряженных дефектов между собой и с поверхностью образца (через акустические фононы и фриделевские осцилляции электронной плотности) и диффузии осуществляется броуновское движение блистеров, вызывая стратификацию дефектов по глубине приповерхностного слоя металла. По распределению блистеров по размерам, сформировавшихся в течение флуктуационно-неустойчивой стадии фазового перехода первого рода, оцениваются пористость материала и напряжения в решетке, возникшие в результате блистеринга.


13.
Юбилей уравнения Больцмана (Материалы Всероссийского семинара «Кинетическая теория и динамика разреженных газов» (Новосибирск, 3 – 6 декабря 2002 г.))

А.К. Ребров, В.Я. Рудяк*
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
*Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет
Страницы: 277–278

Аннотация >>
В декабре 2002 г. в Институте теплофизики СО РАН проводился Всероссийский семинар «Кинетическая теория и динамика разреженных газов». Этот семинар оказался важным научным событием, поскольку после Всесоюзной конференции по динамике разреженных газов, состоявшейся в 1990 г. в Ленинграде, таких конференций в России не проводилось. Семинар был приурочен к юбилею – 130-летию опубликования уравнения Больцмана, ставшего вехой классической физики XIX столетия.


14.
Газодинамические аспекты проблемы загрязнения международной космической станции. 1. Модельные эксперименты

В.Н. Ярыгин, В.Г. Приходько, И.В. Ярыгин, Ю.И. Герасимов*, А.Н. Крылов*
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
*РКК «Энергия» им. С.П. Королева, г. Королев, Московская обл.
Страницы: 279–296

Аннотация >>
Представлены результаты моделирования в вакуумной камере процессов загрязнения поверхности Международной космической станции струями двигателей ориентации (ДО). Рассмотрены вопросы моделирования струй ДО, дано описание установки, методов и результатов измерений угловых распределений капельной фазы со спутным сверхзвуковым потоком в вакуум. Найдено, что установка на ДО газодинамических защитных устройств позволяет существенно уменьшить величину обратных потоков капельной (загрязняющей) фазы.


15.
Фотофорез аэрозолей в атмосфере Земли

С.А. Береснев, Л.Б. Кочнева, П.Е. Суетин
Уральский государственный университет, Екатеринбург
Страницы: 297–311

Аннотация >>
Рассмотрено фотофоретическое движение частиц атмосферного аэрозоля в поле солнечного излучения и уходящего теплового излучения Земли. Представлены постановка задачи и методика расчетов основных характеристик явления, проведен первоначальный анализ полученных результатов. Показано, что частицы сажи (а также другие легкие и слаботеплопроводные аэрозоли) в стратосфере высокочувствительны к фотофоретическим эффектам. В частности, предсказываются левитация и вертикальный подъем частиц сажи размером порядка 0,1 0,8 мкм в поле солнечного излучения и размером 1 2 мкм в поле теплового излучения Земли. В то же время радиометрический фотофорез частиц в поле теплового излучения, по-видимому, не является значимым механизмом в поддержании устойчивого существования известных аэрозольных слоев в стратосфере и мезосфере.


16.
Обобщение H-теоремы Больцмана для сложных смесей газов

М.А. Рыдалевская, В.А. Цибаров
С.-Петербургский государственный университет
Страницы: 313–319

Аннотация >>
Рассматриваются смеси газов с внутренними степенями свободы и химическими реакциями, включая диссоциацию и рекомбинацию. Наряду с атомами и молекулами (больцмановскими частицами) в смеси могут присутствовать элементарные частицы Ферми и Бозе. Смесь газов описывается с помощью обобщенных уравнений Больцмана – Улинга – Уленбека. Для этих уравнений доказывается обобщенная H-теорема в пространственно однородном и неоднородном случаях.