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

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Теплофизика и аэромеханика

2006 год, номер 3

1.
Исследования аэродинамики возвращаемых аппаратов при натурных значениях чисел Рейнольдса

Н.П. Адамов1, М.Д. Бродецкий1, Л.Г. Васенев1, В.И. Звегинцев1, И.И. Мажуль1, А.М. Харитонов1, Дж. Пола2, Дж. Майларt3, B. Koрдуллa3
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
2Eвропейская ассоциация "Оборонные системы-космические транспортные средства" (ЕADS - ST), Ле Мюро (Les Mureaux), Франция
3Eвропейский центр космических технологий (ЕSTEC), Нордвайк (Noordwijk), Нидерланды
Страницы: 341-351

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментальных исследований аэродинамических характеристик моделей двух гиперзвуковых аппаратов: возвращаемого аэрокосмического демонстратора ARES-H, предложенного EADS-ST, и возвращаемой капсулы EXPERT, предложенной ESA ESTEC. Опыты проводились в новой аэродинамической трубе АТ-303 ИТПМ СО РАН в диапазоне чисел Маха набегающего потока М = 10-18 при натурных числах Рейнольдса. Обсуждаются результаты и особенности испытаний в аэродинамической трубе с коническими соплами.


2.
Экспериментальное исследование развития периодических контролируемых возмущений в гиперзвуковом вязком ударном слое на пластине

С.Г. Миронов, И.С. Цырюльников
Институт теоретической и прикладной механики им С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
Страницы: 353-360

Аннотация >>
Представлены результаты измерений характеристик поля средней плотности и пульсаций плотности при введении периодических возмущений в гиперзвуковой вязкий пограничный слой на пластине. Эксперименты выполнены при числе Маха потока М = 21, единичном числе Рейнольдса Re1∞ = 6.105м-1 и температурном факторе поверхности ТW /T0 = 0,26. Возмущения в ударный слой вводились кососрезным газодинамическим свистком.


3.
Обтекание системы из нескольких ребер в условиях высокой турбулентности

В.И. Терехов, Н.И. Ярыгина, Я.И. Смульский
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
Страницы: 361-367

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования развития турбулентного отрывного течения и теплообмена при обтекании системы из нескольких поперечных к потоку ребер. Рассмотрены условия низкого и высокого уровня турбулентности набегающего потока. Представлены данные по визуализации, коэффициентам давления и теплоотдачи, проведено сравнение результатов для двух уровней турбулентности. В системе из трех ребер и больше в низкотурбулентном потоке установлено образование очень неустойчивого течения во второй межреберной ячейке. При высоком уровне внешней турбулентности неустойчивость течения наблюдается в первой межреберной ячейке, что подтверждается изменением распределений давления. Показано, что наличие каждого дополнительного ребра способствует сокращению отрывной области за последним ребром, области восстановления давления, а также координаты максимального значения теплоотдачи. В высокотурбулентном потоке во второй межреберной ячейке интенсификация теплоотдачи достигает 30 %.


4.
Турбулентный пограничный слой на теле вращения при периодическом вдуве/отсосе

В.И. Корнилов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
Страницы: 369-385

Аннотация >>
Экспериментально исследовано влияние периодического вдува/отсоса на характеристики турбулентного пограничного слоя, формирующегося на осесимметричном теле вращения при номинально безградиентном его обтекании несжимаемым потоком. Число Рейнольдса, вычисленное по толщине потери импульса в месте расположения кольцевой щели, через которую осуществлялся вдув/отсос, составляло 1176. Безразмерная ширина щели в единицах закона стенки равнялась 68. Показано, что способ управления погранслойным течением при помощи вдува/отсоса является достаточно эффективным средством воздействия на структуру пристенной турбулентности и обеспечивает выигрыш в сопротивлении трения в сравнении с аналогичной величиной для исходной конфигурации, максимальная величина которого достигает 25-30 %.


5.
Исследование эжекторной схемы формирования гетерогенных сверхзвуковых потоков в условиях холодного газодинамического напыления

С.В. Клинков, В.Ф. Косарев, А.А. Сова
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
Страницы: 387-397

Аннотация >>
Экспериментально исследована эжекторная схема формирования сверхзвуковых гетерогенных потоков применительно к условиям, реализуемым при холодном газодинамическом напылении. Приведены распределения давления и температуры в сверхзвуковой части сопла и определены критические режимы его работы. Рассмотрены особенности и преимущества, свойственные указанной схеме, при ее практическом применении. Представлены результаты предварительных экспериментов по нанесению покрытий с использованием исследуемой конструкции соплового узла.


6.
Численное моделирование магнитогазодинамических процессов в тракте импульсной установки

Е.Н. Васильев, В.А. Деревянко, Д.А. Нестеров
Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск
Страницы: 399-409

Аннотация >>
Представлена вычислительная модель газодинамических процессов в тракте экспериментальной установки, состоящей из ударной трубы и МГД-канала. Одномерная модель использована для определения характеристик течения во всем тракте установки, а трехмерная – для исследования динамики токового слоя в МГД-канале. Расчеты позволили выявить структуру течения и установить особенности формирования токового слоя.


7.
Трение на стенке в восходящем снарядном течении в вертикальной трубе

О.Н. Кашинский, А.С. Курдюмов, В.В. Рандин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
Страницы: 411-416

Аннотация >>
Исследовалось трение на стенке в восходящем снарядном газожидкостном течении в вертикальной трубе. Измерения локальных характеристик выполнялись электродиффузионным методом. Использовалась методика условного осреднения по ансамблю реализаций, которая позволяет выделить крупномасштабные структуры на фоне турбулентных пульсаций жидкости. При осреднении учитывалась индивидуальная скорость каждого снаряда, измеренная двойным датчиком электропроводности. Получены осредненные распределения трения на стенке под газовым снарядом для различных режимных параметров.


8.
О возможных механизмах воздействия пузырьков газа на характеристики турбулентного пограничного слоя

Л.И. Мальцев, А.Г. Малюга, Б.Г. Новиков
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
Страницы: 417-424

Аннотация >>
Выявлено два существенно различающихся механизма воздействия пузырьков газа в турбулентном пограничном слое на касательные напряжения у смоченной поверхности. Оба механизма обязаны высокой чувствительности пузырьков даже к очень малым для однородной среды градиентам давления и большим значениям коэффициента присоединенной массы и коэффициента вязкого сопротивления пузырьков. Первый механизм проявляется при взаимодействии вихревых структур с пузырьками в пристенном слое y+ < 250. Второй – при наличии градиента давления вдоль смоченной поверхности. Выявление этих механизмов позволило объяснить известные противоречия результатов по газонасыщению, полученных на разных экспериментальных установках.


9.
Численное исследование свободной конвекции воздуха в помещении с тепловым источником

И.В. Костоломов, А.Г. Кутушев
Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
Страницы: 425-434

Аннотация >>
В рамках уравнений Навье-Стокса с эффективной вязкостью, определяемой на основе κ- ε-модели турбулентности, осуществляется математическое моделирование трехмерных стационарных свободноконвективных течений несжимаемого вязкого газа в помещениях с тепловым источником. Исследование проводится для случая модельных помещений и тепловых источников, имеющих форму прямоугольных параллелепипедов с квадратными основаниями. Анализируется влияние мощности теплового источника и размеров основания помещения на локальные и усредненные значения скорости и температуры воздуха в помещениях. Показано, что картина течения в помещениях имеет торообразный вид. Установлено, что на характер движения газа в замкнутом объеме определяющее значение оказывает изменение размеров основания помещения, а не вариация мощности теплового источника.


10.
Экспериментальное исследование и математическое моделирование процессов теплообмена в термоаккумулирующих средах

И.В. Мезенцев1, Н.В. Верниковская2, Ю.И. Аристов2, В.А. Мухин3
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
2Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск
3Сибирский государственный университет путей сообщений, Новосибирск
Страницы: 435-442

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования реверсивного нестационарного теплообмена при фильтрации потока воздуха через неподвижную теплоаккумулирующую среду, в качестве которой использовали свинцовые (D = 2,0, 3,5 и 4,5 мм) и стеклянные шары (D = 3.2 мм). Исследованное устройство имитировало циклические режимы регенерации теплоты в системе вентиляции бытовых и офисных помещений. Для исследованных засыпок измерена зависимость времени переключения потока от числа Рейнольдса. Разработана математическая модель процесса, описывающая теплообмен между газовым потоком и неподвижным слоем шаров. Хорошее согласование экспериментальных данных с расчетными наблюдается при больших числах Рейнольдса, в то время как при малых сказывается влияние тепловых потерь, в результате чего экспериментальное время переключения оказывается меньше расчетного.


11.
Экспериментальное исследование давления и плотности насыщенного и перегретого пара фреона R-236ea от 20 до 150 °С

В.А. Груздев, С.Г. Комаров
Институт теплофизики им. С.C. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
Страницы: 443-451

Аннотация >>
С помощью пьезометра постоянного объема исследованы давление насыщения, давление и плотность перегретого пара 1,1,1,2,3,3-гесафторпропана (HFC-236ea, R-236ea) в интервале температур от 294 до 423 K до давления 4,0 МПа. Оценки погрешностей измерения температуры, давления и плотноcти составляют ± 20 мK, ± 1,5 кПа, ± (0,1÷0,2) % и ± (0,1÷0,2) % соответственно. Чистота исследованных образцов составляла 99,68 масс. %. Полученные экспериментальные данные представлены в виде таблиц и аналитических уравнений. На основе этих данных для R236ea рассчитаны коэффициенты вириального уравнения состояния.


12.
Численное исследование температурных полей в канале уран-графитового реактора с твэлами втулочного типа

А.Н. Черепанов1, В.Н. Попов1, А.Э. Детцель2, А.Б. Александров2, А.И. Дробяз2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
2ОАО Новосибирский завод химконцентратов
Страницы: 453-460

Аннотация >>
Разработана двумерная математическая модель нестационарных теплофизических процессов в промышленном канале уран-графитового реактора с конверсионными твэлами втулочного типа. На основе предложенной модели построены численный алгоритм и компьютерная программа для исследования температурных полей в алюминиевом сердечнике, твэле, оболочке, а также в охлаждающей воде, с учетом конструкционных и технологических особенностей сборки. Приведены результаты некоторых вычислительных экспериментов, характеризующих распределения температурных полей в столбе твэлов и охлаждающей воде.


13.
Применение зонально-итерационного метода расчета для анализа теплообмена излучением в полостных системах

С.П. Русин
Институт теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН, Москва
Страницы: 461-469

Аннотация >>
Предложен зонально-итерационный метод расчёта теплообмена излучением для произвольного числа зон (непрозрачных диффузно излучающих и отражающих поверхностей). Этот метод основан на преобразовании исходных интегральных уравнений в эквивалентную систему интегральных уравнений с меньшей нормой ядер и обладает высокой точностью при малом числе зон. Метод был использован для анализа эффективного излучения в изотермической трубчатой полости с продольной пирометрической щелью. В этом случае достаточно было одной зоны, причём одно из частных решений может быть получено аналитически.


14.
Ускоренный комбинированный PIC-MCC алгоритм для расчета емкостного высокочастотного разряда

В.А. Швейгерт, И.В. Швейгерт
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича, Новосибирск
Страницы: 471-481

Аннотация >>
Разработан новый комбинированный численный алгоритм PIC-MCC (метод частиц в ячейках с моделированием столкновений методом Монте Карло) для быстрого расчета высокочастотного (ВЧ) разряда при низком давлении и большой концентрации плазмы. Результаты тестовых расчетов различных режимов горения емкостного ВЧ разряда в аргоне и гелии хорошо согласуются с данными экспериментов. Продемонстрирована высокая эффективность нового подхода (комбинированного PIC-MCC алгоритма) для моделирования нагрева электронов в бесстолкновительном режиме.


15.
Сепарирование пароводяной плазмы в вихревых плазмотронах

Б.И. Михайлов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
Страницы: 483-492

Аннотация >>
Рассмотрена возможность сепарирования пароводяной плазмы в центробежном силовом поле вихревого потока. Получены формулы для расчета радиального распределения компонент плазменной смеси, а также для определения зависимости давления и его градиента от расстояния до оси для зон твердотельного и потенциального вращения вихря. Рассмотрены примеры плохой стабилизации дуги и предложения по ее улучшению. Показано влияние рода газа на напряжение дуги, стабилизированной вихрем. Дано объяснение влиянию на энергетические характеристики пароводяной плазмы отдельных ее компонент с учетом сепарации.


16.
Влияние уступа в выходном электроде на эффективность работы двухкамерного плазмотрона

А.С. Аньшаков1, Э.К. Урбах1, А.Э. Урбах1, В.А. Фалеев1, М.В. Чередниченко2, М.А. Шелест2
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
2Новосибирский государственный технический университет
Страницы: 493-500

Аннотация >>
Экспериментально исследованы электрические и тепловые характеристики двухкамерного плазмотрона со ступенчатым выходным электродом. Получены формулы для определения напряжения на дуге, КПД плазмотрона и длины узкой части выходного электрода. Показано, что такой плазмотрон более эффективен, чем плазмотрон с гладким выходным электродом.