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

2015 год, номер 5

1.
Известный ученый-механик ХХ века (к 100-летию со дня рождения Н.А. Желтухина)

А.И. Максимов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
maksimov@itam.nsc.ru
Страницы: 547-555

Аннотация >>
13 ноября 2015 г. исполнится 100 лет со дня рождения члена-корреспондента АН СССР, лауреата Ленинской премии Николая Алексеевича Желтухина, известного специалиста в области теплотехники, гидродинамической устойчивости, газодинамики и аэродинамики больших скоростей. Как ученый и специалист в разных областях науки и техники Николай Алексеевич оставил глубокий след в работах по созданию ракетной техники в СССР, в частности, жидкостных ракетных двигателей, и внес заметный вклад в развитие академической науки в Сибири.


2.
Аэродинамические характеристики возвращаемых аппаратов при сверхзвуковых скоростях

Н.П. Адамов1, А.М. Харитонов1, Е.А. Часовников1, А.А. Дядькин2, М.И. Казаков2, А.Н. Крылов2, А.Ю. Скороваров2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
khar@itam.nsc.ru
2ОАО «Энергия», Королёв, Московская область
Ключевые слова: возвращаемый аппарат и головной блок системы аварийного спасения, весовые испытания, численные исследования, аэродинамические коэффициенты
Страницы: 557-565

Аннотация >>
Дано описание моделей перспективных возвращаемых космических летательных аппаратов, экспериментального оборудования и программы испытаний. Изложена методика определения суммарных аэродинамических характеристик моделей на механических весах АВ-313 в сверхзвуковой аэродинамической трубе Т-313, а также методика численных расчетов. Получены аэродинамические коэффициенты объектов в широком диапазоне чисел Маха и углов атаки. Проведено сопоставление экспериментальных данных с расчетными.


3.
Численное моделирование условий реализации режимов течения в сверхзвуковых осесимметричных конических воздухозаборниках внутреннего сжатия

Ю.П. Гунько1, И.И. Мажуль1,2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
gounko@itam.nsc.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск
mazhul@itam.nsc.ru
Ключевые слова: численное моделирование, сверхзвуковое осесимметричное течение, конический воздухозаборник внутреннего сжатия, критические условия реализации режимов течения
Страницы: 567-580

Аннотация >>
В работе представлены результаты численного исследования режимов течения в осесимметричных воздухозаборниках внутреннего сжатия при их обтекании сверхзвуковым потоком. Основное внимание уделено определению диапазонов геометрического сужения канала, в котором реализуется сверхзвуковое втекание в воздухозаборник. Исследование проведено при больших сверхзвуковых скоростях набегающего потока, соответствующих числам Маха М = 2–8, на примере лобовых конических (воронкообразных) воздухозаборников с углами наклона стенки внутреннего конуса δw = 7,5–15° с варьированием относительной площади сечения горла. Исследовалось изменение структуры течения и определялась относительная площадь горла воздухозаборника, при которой либо не происходит запуск воздухозаборника в процессе установления течения с начальным дозвуковым потоком, либо происходит разрушение течения в процессе его установления при начальном сверхзвуковом втекании. Численные расчеты осесимметричного течения проводились на основе решения уравнений Навье–Стокса с использованием пакета программ FLUENT и модели турбулентности k-ω SST .


4.
Прямое численное моделирование перехода к турбулентности в сверхзвуковом пограничном слое

А.Н. Кудрявцев, Д.В. Хотяновский
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
khotyanovsky@itam.nsc.ru
Ключевые слова: прямое численное моделирование, ламинарно-турбулентный переход, сверхзвуковой пограничный слой
Страницы: 581-590

Аннотация >>
На основе полных нестационарных уравнений Навье-Стокса сжимаемого газа проводится прямое численное моделирование линейных и нелинейных стадий ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое на плоской пластине при числе Маха набегающего потока M = 2.


5.
Испытания двухрежимного ПВРД с горением керосина

В.А. Левин1, В.Н. Карасев1, Л.Л. Картовицкий1, Е.А. Крымов2, О.А. Скачков2
1Московский авиационный институт, Москва
vadimlevin@yahoo.com
2ЦНИИчермет им. И.П. Бардина, Москва
Ключевые слова: двухрежимный ПВРД, керосин, огневые испытания
Страницы: 591-597

Аннотация >>
Обсуждаются итоги огневых ресурсных испытаний двухрежимного ПВРД, предназначенного для работы в диапазоне скоростей М = 3-6. Испытания проводились на стенде в условиях обдува внешним потоком, соответствующих полету на высоте 27,6 км с числом Маха, равным 6. В ходе испытаний осуществлялась проверка принятых конструктивных и технологических решений и была показана эффективная работа двигателя с горением керосина в течение 110 с.


6.
Экспериментальное исследование фильтрационных характеристик высокопористых ячеистых материалов

С.Г. Миронов1,2, В.А. Колотилов1, А.А. Маслов1,2
1Новосибирский государственный университет, Новосибирск
mironov@itam.nsc.ru
2Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
Ключевые слова: высокопористые ячеистые материалы, гидродинамика, влияние геометрии пористого материала и плотности газа
Страницы: 599-607

Аннотация >>
Приведены результаты измерений скорости фильтрации воздуха в высокопористых ячеистых материалах для условий больших скоростей фильтрации и пониженной плотности воздуха. Определены величины вязкостного и инерционного коэффициентов квадратичной зависимости градиента давления от скорости фильтрации в пористых материалах для различных условий течения в порах.


7.
Моделирование процесса дробления и испарения капель нереагирующей жидкости в высокоэнтальпийных газодинамических потоках

К.Ю. Арефьев1,2, А.В. Воронецкий2
1Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, Москва
arefyev@ciam.ru
2Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва
voron@bmstu.ru
Ключевые слова: двухфазное течение, высокоэнтальпийный поток, математическое моделирование, дробление капель, испарение капель
Страницы: 609-620

Аннотация >>
Интенсификация дробления и испарения капель жидкости в двухфазных потоках с температурой торможения газа Тг = 800–2500 K является важной научно-технической задачей. Следует отметить, что несмотря на большую практическую значимость механизм испарения капель с предварительным газодинамическим дроблением в высокоэнтальпийных потоках изучен недостаточно полно и требует проведения дополнительных исследований. В статье представлены математическая модель и результаты расчетов дробления и испарения капель жидкости в дозвуковых и сверхзвуковых потоках с высокой температурой торможения. Проведено сравнение полученных данных с экспериментами других авторов. Выполнена оценка протяженности областей газодинамического дробления и испарения капель в проточных трактах с переменным распределением параметров. Найденные закономерности могут быть использованы при проектировании энергосиловых установок перспективных образцов авиационно-космической техники и газодинамических труб.


8.
Численное моделирование турбулентного закрученного газодисперсного потока за внезапным расширением трубы

М.А. Пахомов, В.И. Терехов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
pakhomov@ngs.ru
Ключевые слова: двухфазный закрученный поток, твердые частицы, отрывные области, численное моделирование, турбулентность, модель переноса рейнольдсовых напряжений
Страницы: 621-632

Аннотация >>
Разработана математическая модель и проведено численное моделирование закрученного двухфазного потока за внезапным расширением трубы с использованием модели переноса рейнольдсовых напряжений. Газовая фаза описывается трехмерными RANS-уравнениями с учетом обратного влияния частиц на процессы переноса в газе. Для расчета динамики дисперсной фазы в закрученном ограниченном потоке используются уравнения в рамках эйлерова подхода. Установлено, что с увеличением размера частицы не вовлекаются в отрывное течение и сохраняют положительную величину осредненной аксиальной скорости по всей длине расчетной области. В силу инерционности частиц зона обратных токов для дисперсной фазы заметно меньше зоны рециркуляции газовой фазы. Показана работоспособность разработанной математической модели для описания закрученных двухфазных течений при наличии отрывных зон.


9.
Моделирование струи тонкораспыленной воды методом крупных вихрей: сравнительный анализ двух моделей и расчетных кодов

А.С. Цой, А.Ю. Снегирёв
Санкт-Петербургский политехнический университет, Санкт-Петербург
a.snegirev@phmf.spbstu.ru
Ключевые слова: метод крупных вихрей, тонкораспылённая вода, турбулентная струя, испарение капель, пожаротушение
Страницы: 633-644

Аннотация >>
Модель и расчётный код FDS (Fire Dynamics Simulator), широко применяемые в инженерной практике для моделирования динамики пожара, недостаточно апробированы на задачах пожаротушения распылённой водой. В настоящей работе оценивается влияние численного разрешения крупномасштабных турбулентных пульсаций на точность расчета осредненных характеристик струи. Сравнение результатов расчетов, полученных двумя версиями кода, а также расчетного радиального распределения расхода жидкости с экспериментальным показало, что для получения правильной ширины струи требуется применение монотонных и достаточно точных аппроксимаций конвективных членов. При недостаточной точности аппроксимации затягивается вызванный крупными вихрями распад струи, и имеет место фокусировка потока вблизи оси. Кроме того, в работе исследовано влияние перепада давления воды в распылителе и показано, что с его ростом имеет место слабое увеличение доли испарившейся жидкости и концентрации пара при значительном росте скорости потока.


10.
Исследование газо-водяного течения в горизонтальных прямоугольных каналах

Е.А. Чиннов1,2,3, Ф.В. Роньшин1,2, О.А. Кабов1,2
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
chinnov@itp.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск
3Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, Новосибирск
Ключевые слова: двухфазное течение, плоский канал
Страницы: 645-653

Аннотация >>
Выполнено экспериментальное исследование течения двухфазного потока в узких коротких горизонтальных каналах прямоугольного сечения высотой 1 миллиметр. Подробно изучены особенности формирования двухфазного потока. Показано, что с увеличением ширины канала растет область вспененного и пузырькового режимов, сжимая область струйного режима течения. Области кольцевого и раздельного режимов течения меняются незначительно.


11.
Моделирование двухслойных течений жидкости и газа с учетом испарения

О.Н. Гончарова1,2, Е.В. Резанова1,2, Ю.В. Люлин2,3, О.А. Кабов2,3
1Алтайский государственный университет, Барнаул
katerezanova@mail.ru
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
3Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск
Ключевые слова: конвекция, термокапиллярная граница раздела, двухслойные течения, испарение, точное решение, эффект Соре, эффект Дюфура
Страницы: 655-661

Аннотация >>
Проведено исследование особенностей двухслойных течений жидкости и газа и интенсивности испарения жидкости на границе раздела. Показано влияние расхода газа, продольных градиентов температуры и эффекта Соре на характер течения и процессы переноса. Представлены сравнительные результаты теоретических и экспериментальных данных, отражающих зависимость интенсивности испарения с границы раздела от расхода газа.


12.
Оптимизация режимов работы парогазовой мини-ТЭС с атмосферным газогенератором

И.Г. Донской1,2, А.Ю. Маринченко1, А.М. Клер1, А.Ф. Рыжков2
1Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, Иркутск
donskoy.chem@mail.ru
2Уральский федеральный университет, Екатеринбург
Ключевые слова: слоевая газификация угля, малая парогазовая установка, математическое моделирование
Страницы: 663-671

Аннотация >>
Предложена схема парогазовой установки с газификацией угля небольшой мощности со смешением рабочих тел. С помощью построенной математической модели проведены технико-экономические исследования этой установки с учетом конечной скорости физико-химических превращений в слое топлива. Получены оценки технической и экономической эффективности установки, проведено сравнение с альтернативными вариантами.


13.
Определение параметров винтовой симметрии нестационарного вихревого течения на основе фазово-осредненных PIV измерений

И.В. Литвинов1,2, Д.К. Шараборин1,2, С.И. Шторк1,2
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
litvinov@itp.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск
Ключевые слова: прецессирующее вихревое ядро, PIV, теория винтовых вихрей
Страницы: 673-677
Подраздел: КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

Аннотация >>
В ходе исследований из фазово-осредненных распределений скорости определены параметры прецессирующего вихревого ядра, которые послужили исходными данными для вычисления частоты прецессии на основе теории винтовых вихрей. Показано, что расчет частоты прецессии дает отличие менее 10 % от наблюдаемой в эксперименте. Полученные результаты подтверждают адекватность использованной теории и дают дополнительные возможности для анализа механизмов явления прецессирующего вихревого ядра и факторов, определяющих его динамику.


14.
О влиянии физических свойств жидкости на истечение пристенной пленки со спутным газовым потоком из сопла в вакуум

В.Н. Ярыгин, В.Г. Приходько, И.В. Ярыгин, Ю.Н. Вязов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
yarygin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: пристенная пленка жидкости, спутный газовый поток, сопло, истечение в вакуум
Страницы: 677-680

Аннотация >>
В работе экспериментально установлено определяющее влияние физических свойств жидкости (давления насыщенных паров и теплоты испарения) и величины давления в вакуумной камере на поведение пристенной пленки жидкости при истечении в вакуум, характеризующееся высотой подъема, распадом на капли, охлаждением вплоть до замерзания.


15.
К 75-летию Вячеслава Николаевича Ярыгина

Редколлегия
Сибирское отделение РАН, Новосибирск
tanda@itp.nsc.ru
Страницы: 681-682
Подраздел: ЮБИЛЕЙНАЯ ДАТА

Аннотация >>
21 сентября 2015 исполнилось 75 лет доктору технических наук профессору Вячеславу Николаевичу Ярыгину.