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

2011 год, номер 3

1.
Газодинамика космических кораблей и орбитальных станций (обзор)

В. Н. Ярыгин1, Ю. И. Герасимов2, А. Н. Крылов3, Л. В. Мишина4, В. Г. Приходько5, И. В. Ярыгин6
1 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, yarygin@itp.nsc.ru
2 РКК Энергия им. С.П. Королёва
3 РКК Энергия им. С.П. Королёва
4 РКК Энергия им. С.П. Королёва
5 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
6 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
Ключевые слова: космические аппараты, двигатели ориентации и управления, выхлопные факелы, процессы загрязнения, моделирование в вакуумных камерах
Страницы: 345-372

Аннотация >>
Представлен обзор совместных исследований, выполненных за последние 30 лет в РКК Энергия им. С.П. Королева и в Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН по проблеме газодинамического и загрязняющего воздействий выхлопных факелов двигателей ориентации и систем дозаправки компонентами топлива на космические корабли и космические станции.


2.
Аэродинамические характеристики моделей пассажирских и транспортных самолетов при их гармонических колебаниях по углу тангажа на больших углах атаки

В. И. Петошин1, Е. А. Часовников2
1 Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина
2 Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина, echasovnik@gmail.com
Ключевые слова: модели пассажирских самолетов, гармонические колебания, приведенная частота, большие углы атаки, экспериментальные данные, комплексы аэродинамических производных
Страницы: 373-383

Аннотация >>
Проведен систематический анализ накопленных за многие годы исследований экспериментальных данных, полученных в аэродинамической трубе Т-203 СибНИА, для моделей пассажирских и транспортных самолетов при их гармонических колебаниях по углу тангажа на малых дозвуковых скоростях. Проиллюстрированы основные особенности поведения коэффициентов аэродинамических производных и зависимостей текущих значений коэффициентов нормальной силы и продольного момента от угла атаки на срывных режимах обтекания. Показано, что на околокритических углах атаки возникает сильная зависимость коэффициентов аэродинамических производных момента тангажа от приведенной частоты колебаний в области ее натурных значений, что делает непригодной традиционную математическую модель аэродинамических нагрузок, в которой используются аэродинамические производные, соответствующие фиксированной частоте колебаний.


3.
Экспериментальное исследование пульсаций давления, генерируемых мелкой открытой каверной, с применением частотно-временных методов обработки данных

Д. С. Миронов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
Ключевые слова: мелкая каверна, дозвуковое обтекание, пульсации давления, вейвлет-преобразование, преобразование Гильберта?Хуанга
Страницы: 385-395

Аннотация >>
В работе проведено экспериментальное исследование обтекания изолированной мелкой каверны открытого типа. Измерения пульсаций давления производились при числах Маха свободного потока 0,3, 0,5 и 0,6 для двух моделей каверн. Резонанс акустических волн в каверне с возмущениями в сдвиговом слое над каверной был обнаружен при некоторых условиях. Пульсационные характеристики давления исследовались при помощи преобразований Фурье, вейвлет и Гильберта. Использование этих методик позволило изучить процесс перехода течения над каверной в резонансное состояние.


4.
Cистема восстановления давления химического кислородно-йодного лазера на базе активного диффузора

В. М. Мальков1, И. А. Киселев2, А. Е. Орлов3, И. В. Шаталов4
1 НПП «Адвент»
2 НПП «Лазерные системы»
3 НПП «Лазерные системы», orlov@lsystems.ru
4 НПП «Лазерные системы», shatalov@lsystems.ru
Ключевые слова: сверхзвуковой химический лазер, система восстановления давления, диффузор, эжектор, эксперимент, численное моделирование
Страницы: 397-411

Аннотация >>
Разработана и создана система восстановления давления открытого типа для химического
кислородно-йодного лазера. В качестве первой ступени использовался активный диффузор с подачей эжектирующего газа через сопла, расположенные по периферии канала, второй ступенью служит сверхзвуковой эжектор. Представлены данные численного моделирования вязкого турбулентного потока с теплоподводом в газодинамическом тракте активного диффузора и результаты экспериментального исследования его работы на модельном стенде с вакуумной камерой. Полученные данные использовались при проектировании натурной установки с выхлопом лазерного газа в атмосферу, что позволило оптимизировать параметры установки и значительно улучшить ее массогабаритные характеристики. Особое внимание уделено согласованию параметров и синхронизации запуска лазера и элементов системы восстановления давления.


5.
Расходные характеристики гидроциклона со встроенным инжектором

Л. Л. Миньков1, А. В. Крохина2, И. Г. Дик3
1 Томский государственный университет, lminkov@ftf.tsu.ru
2 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
3 Университет Эрланген−Нюрнберг
Ключевые слова: гидроциклон, инжектор, радиальная инжекция, тангенциальная инжекция, сплит-параметр, численное моделирование, эксперимент
Страницы: 413-426

Аннотация >>
На основе экспериментального исследования и численного моделирования выявлены закономерности течения в 50-миллиметровом гидроциклоне с инжектором. Показано, что инжектированная жидкость выводится большей частью через нижний слив. При тангенциальной инжекции над инжектором происходит формирование тороидального вихря, препятствующего вытеканию основного потока через нижний сливной вывод.


6.
Физико-математическая модель конденсационного процесса улавливания субмикронной пыли в форсуночном скруббере

М. И. Шиляев1, Е. М. Хромова2, А. В. Григорьев3, А. В. Тумашова4
1 Томский государственный архитектурно-строительный университет, shmi@mail.tomsknet.ru
2 Томский государственный архитектурно-строительный университет
3 Томский государственный архитектурно-строительный университет
4 Томский государственный архитектурно-строительный университет
Ключевые слова: конденсационное пылеулавливание, субмикронные частицы, противоточный форсуночный скруббер, скруббер Вентури, эффективность пылеулавливания, число Стокса, коэффициент захвата
Страницы: 427-440

Аннотация >>
Предложена и проанализирована физико-математическая модель процесса тепломассообмена и конденсационного улавливания субмикронных частиц пыли на капли диспергируемой жидкости в форсуночном скруббере. Получено удовлетворительное согласование результатов расчетов и опытных данных по улавливанию сажи из крекинг-газов.


7.
Численное моделирование процесса волнообразования в стекающих пленках жидкости

А. Н. Чернявский1, А. Н. Павленко2
1 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, cherny@ngs.ru
2 Новосибирский государственный университет
Ключевые слова: гидродинамика, волнообразование, пленки жидкости, численное моделирование
Страницы: 441-448

Аннотация >>
Выполнено численное моделирование процесса волнообразования в стекающих пленках жидкого азота в рамках гидродинамической модели Капицы−Шкадова. Проведен расчет среднестатистических волновых характеристик при различных входных числах Рейнольдса. Исследовано влияние параметров малых начальных возмущений на течение процесса волнообразования. Показано удовлетворительное согласование результатов численного моделирования с экспериментальными данными.


8.
Применение неразрывной модели для силы поверхностного натяжения к задаче неустойчивости Рэлея−Тейлора

С. Н. Яковенко1, К. С. Чан2
1 Новосибирский государственный университет; Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, yakovenk@itam.nsc.ru
2 Национальный Чэн-Гун университет
Ключевые слова: неустойчивость Рэлея-Тейлора, модель поверхностного натяжения, функция объемной фракции
Страницы: 449-461

Аннотация >>
Эффект поверхностного натяжения вводится согласно неразрывной модели для силы поверхност-ного натяжения. Плавное изменение сглаженной функции объемной фракции (функции-колера) поперек поверхности раздела несмешивающихся текучих сред происходит за счет свертки исходной функции-колера со сглаживающей функцией ядра (smooth kernel). Сформулированный для плоских двумерных течений, ограниченных твердыми границами или плоскостями симметрии, полиномиальный кернель восьмого порядка тестируется для задачи неустойчивости Рэлея−Тейлора.


9.
Нестационарная сопряженная термогравитационная конвекция в цилиндрической области с локальным источником энергии

М. А. Шеремет
Томский государственный университет, Michael-sher@yandex.ru
Ключевые слова: сопряженный теплоперенос, естественная конвекция, цилиндрическая область, нестационарный режим, численное моделирование
Страницы: 463-474

Аннотация >>
Проведено математическое моделирование нестационарных режимов естественной конвекции
в замкнутой цилиндрической области с теплопроводной оболочкой конечной толщины при наличии локального источника тепла в условиях конвективного теплообмена с окружающей средой. Математическая модель построена в безразмерных переменных функция тока - вектор завихренности скорости - температура в цилиндрической системе координат. Детально проанализировано влияние числа Рэлея 104 ≤ Ra ≤ 106, фактора нестационарности 0 < τ < 300, относительного коэффициента теплопроводности λ2,1 = 5,7·10−4, 4,3·10−2 и размеров источника энергии как на локальные характеристики (линии тока и поля температуры), так и на интегральный комплекс (среднее число Нуссельта на характерных границах). Установлены термогидродинамические особенности, обусловленные геометрией объекта исследования.


10.
Моделирование радиационно-кондуктивного теплообмена в слое полупрозрачной среды в приближении классического решения однофазной задачи Стефана

Н. А. Рубцов1, С. Д. Слепцов2
1 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
2 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, sleptsov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: фазовый переход, однофазная задача Стефана, радиационно-кондуктивный теплообмен, серая среда, коэффициент отражения, степень черноты, пропускательная способность
Страницы: 475-483

Аннотация >>
Проведено численное моделирование однофазной задачи Стефана в приближении классического решения применительно к оплавлению плоского полупрозрачного образца радиационно-кондуктивным способом в широком диапазоне степеней черноты фронта фазового перехода.


11.
Температурные зависимости кинематической вязкости жидких висмута, свинца и их взаимных растворов

М. А. Гузачев1, Н. Ю. Константинова2, П. С. Попель3, А. Г. Мозговой4
1 Уральский государственный педагогический университет
2 Уральский государственный педагогический университет
3 Уральский государственный педагогический университет
4 Объединенный институт высоких температур РАН, mag85@bmail.ru
Ключевые слова: расплавы свинец-висмут, кинематическая вязкость, энергия активации вязкого течения, микрогетерогенность
Страницы: 485-491

Аннотация >>
Приведены результаты измерения температурных зависимостей кинематической вязкости в расплавах системы Bi-Pb. Измерения проводились в интервале температур между ликвидусом и 1400 K. Отличительной особенностью экспериментов было их проведение в режиме нагрева после плавления образца и последующего охлаждения. По экспериментально найденным температурным зависимостям кинематической вязкости рассчитаны значения вязкости при фиксированных температурах, а также энергии активации вязкого течения. Особое внимание обращено на несовпадение кривых, полученных в режимах нагрева и охлаждения. Указанная аномалия объясняется с позиции представлений о метастабильной микрогетерогенности изученных расплавов.


12.
Определение теплофизических характеристик материалов при тепловом воздействии постоянной мощности

В. Г. Зверев1, В. А. Назаренко2, А. В. Теплоухов3
1 Томский государственный университет, zverev@niipmm.tsu.ru
2 Московский институт теплотехники
3 Московский институт теплотехники
Ключевые слова: теплофизические характеристики, коэффициентная обратная задача теплопроводности, полубесконечное тело, одно- и двухслойная пластины
Страницы: 493-502

Аннотация >>
На основе решения коэффициентной обратной задачи теплопроводности предложена методика определения теплофизических характеристик материала по измерениям температуры в его глубине в приближениях полубесконечного тела, пластины конечной толщины, пластины со слоем идеального проводника при тепловом воздействии постоянной мощности на их поверхности. Методика не требует сглаживания экспериментальных данных, позволяет снять ограничения на выбор режима нагрева образца материала и повысить точность идентификации теплофизических характеристик.


13.
Численное исследование процессов тепломассопереноса в реакторе плазмохимической установки, предназначенной для обезвреживания полихлорированных бифенилов

И. А. Бассина1, Ю. П. Малков2, Г. А. Трощиненко3, И. М. Засыпкин4
1 Российский научный центр «Прикладная химия», rotinian@rscac.spb.ru
2 Российский научный центр «Прикладная химия»
3 Российский научный центр «Прикладная химия»
4 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, lab16@itam.nsc.ru
Ключевые слова: плазмохимический реактор, пиролиз, обезвреживание, трихлорбифенил, газодинамика и теплообмен, конструкция реактора, оптимальные геометрические параметры
Страницы: 503-513

Аннотация >>
Проведены численные расчеты газодинамических и тепловых характеристик газового потока в проточной части малогабаритного плазмохимического реактора уничтожения трихлорбифенила. Исследования выполнены без учета химического взаимодействия компонентов: при расчетах уничтожаемое вещество заменено имитатором ⎯ водяным паром, в качестве окислителя также принят водяной пар. Математическая модель течения построена на основе полной системы уравнений Навье−Стокса в рамках осесимметричной постановки задачи с учетом закрутки газового потока. По результатам расчетов выбраны оптимальные геометрические параметры конструкции реактора.


14.
Эволюция кинетической энергии турбулентности в возмущенном турбулентном пограничном слое

О. М. Оевола1, С. К. Фазогбон2, С. М. Адарамола3
1 Университет Ибадана; Университет Нового Южного Уэльса, ooyewola@yahoo.com
2 Университет Обафеми Аволово
3 Университет Саскачеван, Саскатун
Ключевые слова: турбулентность, структуры, отсос, пограничный слой, число Рейнольдса
Страницы: 515-518

Аннотация >>
Рассматривается изменение кинетической энергии турбулентности в пограничном слое, вызванное его отсосом. Результаты показывают, что равновесие пограничного слоя нарушается нелинейно вследствие подавления структур, развивающихся в пристенной области течения. При этом изменение числа Рейнольдса и интенсивности отсоса не влияют на протяженность зоны течения, в которой происходит нарушение равновесия слоя.


15.
О влиянии микротекстуры на формирование пленки жидкости на вертикальной поверхности

Б. В. Перепелица
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, perep@itp.nsc.ru
Ключевые слова: стекающая пленка жидкости, регулярные структуры, микротекстура, волны
Страницы: 519-522

Аннотация >>
Выполнено визуальное исследование формирования пленки жидкости на поверхности цилиндра с микротекстурой. Показано влияние микротекстуры на эволюцию волн на поверхности пленки вязкой жидкости, стекающей по внешней поверхности вертикального цилиндра под действием гравитации в зависимости от числа Рейнольдса. Обнаружен эффект формирования микроволн на поверхности пленки с размером, соизмеримым с шагом микротекстуры.