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

2019 год, номер 1

1.
Методы определения эквивалентного аэродинамического демпфирования моделей спускаемых аппаратов при испытаниях на установке свободных колебаний

Е.А. Часовников1, С.А. Часовников2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
chas@itam.nsc.ru
2Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: модель спускаемого аппарата, свободные колебания, эквивалентное аэродинамическое демпфирование, reentry vehicle model, free oscillations, equivalent aerodynamic damping
Страницы: 1-9

Аннотация >>
Разработаны два метода определения эквивалентного аэродинамического демпфирования моделей спускаемых аппаратов. В первом методе эквивалентное аэродинамическое демпфирование определяется по экспериментальным огибающим переходного процесса угла атаки по времени, во втором ¾ по всем экспериментальным точкам переходного процесса. Выявлено, что оба метода дают близкие результаты. Проведена проверка адекватности методов для модели спускаемого на Землю космического аппарата, которая показала, что расчетные переходные процессы по углу атаки удовлетворительно согласуются с экспериментом.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
Применение струйного насоса для улучшения взлётно-посадочных характе-ристик крыла

А.В. Воеводин, А.А. Корняков, А.С. Петров, Д.А. Петров, Г.Г. Судаков
Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского, Жуковский, Московская обл
a-kornyakov@yandex.ru
Ключевые слова: струйный насос, эжектор, крыло, отсос, выдув, управление обтеканием, численные и экспериментальные исследования, jet pump, ejector, wing, gas suction, jet blowing, flow control, numerical and experimental studies
Страницы: 11-20

Аннотация >>
Исследуется эффективность применения струйного насоса (эжектора) для управления обтеканием крыла на взлетно-посадочных режимах полета. Это устройство позволяет организовать одновременный отсос пограничного слоя через щель на верхней поверхности крыла и выдув струи газа в окрестности задней кромки крыла через плоский диффузор щелевого типа, что делает возможным эффективно реализовать принцип управления обтеканием крыла с помощью отсоса или выдува струи. Конструкция струйного насоса позволяет получать значения скоростей отсоса и выдува порядка 50-100 м/с. В работе предложена математическая модель обтекания профиля крыла с учетом работы струйного насоса и представлены результаты расчетных исследований аэродинамических характеристик одно- и трехзвенного профиля на режиме посадки. Показано, что одновременное использование отсоса и выдува эффективнее увеличивает несущие свойства механизированного профиля, чем раздельное использование отсоса или выдува.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
Численное моделирование распределения давления на поверхности осесимметричного тела при взаимодействии сверхзвукового набегающего потока с поперечно выдуваемой газовой струей

В.А. Кисловский, В.И. Звегинцев
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
kislovsky_v@mail.ru
Ключевые слова: сверхзвуковое обтекание, выдув, газоструйные течения, аэродинамические силы, распределение давления, supersonic flow, blowing, gas-jet flows, aerodynamic forces, pressure distribution
Страницы: 21-29

Аннотация >>
Представлены результаты численного исследования взаимодействия сверхзвукового набегающего потока с числом Маха 3,85 с поперечной газовой струей, выдуваемой из поверхности осесимметричной модели, расположенной под нулевым углом атаки к потоку. Численное моделирование проводилось на основе осредненных уравнений Навье-Стокса с использованием модели турбулентности k-w SST. Проведено также исследование влияния выдува газовой струи на перераспределение давления по поверхности осесимметричной модели и на образование дополнительной поперечной силы и момента. Перемещение отверстия выдува по длине модели приводит к существенному изменению возникающих сил и моментов. Показано принципиальное различие в распределении давлений по поверхности при выдуве струи из осесимметричного тела и из плоской пластины.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
Особенности возникновения структурированных формирований на границе смены режимов В«диффузия-концентрационная конвекция» при изотермическом смешении бинарной смеси, в равной степени разбавленной третьим компонентом

В.Н. Косов1,2, О.В. Федоренко2, Д.Б. Жакебаев3, А.П. Кизбаев3
1Казахский национальный педагогический университет им. Абая, Алматы
kosov_vlad_nik@list.ru
2Научно-исследовательский институт экспериментальной и теоретической физики КазНУ им. аль-Фараби, Алматы
3Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы
Ключевые слова: диффузия, конвекция, давление, концентрация, неустойчивость, diffusion, convection, pressure, concentration, instability
Страницы: 31-40

Аннотация >>
Численным образом изучены особенности смены режимов «диффузия-гравитационная концентрационная конвекция». Показано, что при определенном составе смеси и давлении за счет различия в коэффициентах диффузии компонентов возникают существенно нелинейные распределения концентраций компонентов, которые приводят к соответствующему распределению плотности газовой смеси. Это является причиной образования структурированных формирований и возникновения конвективной неустойчивости в исследуемых смесях. Проведена оценка времени возникновения конвективных течений и средней скорости переноса компонентов. Полученные результаты сравниваются с опытными данными.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
Динамика цилиндрической зоны турбулентного смешения в продольном сдвиговом потоке линейно стратифицированной среды

Н.П. Мошкин1, А.В. Фомина2, Г.Г. Черных3,4
1Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия
2Новокузнецкий институт (филиал) КемГУ, Кемерово, Россия
3Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск, Россия
4Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
E-mail: moshkin@gmail.comfav@rtdc.ruchernykh@ict.nsc.ru
Ключевые слова: стратифицированная жидкость, цилиндрическая зона турбулентного смешения, продольный горизонтально однородный сдвиговый поток, численное моделирование, stratified fluid, cylindrical zone of turbulent mixing, longitudinal horizontally uniform shear flow, numerical simulation
Страницы: 41-50

Аннотация >>
Построена численная модель и выполнено исследование динамики цилиндрической локализованной области турбулентных возмущений в продольном горизонтально однородном сдвиговом потоке линейно стратифицированной жидкости. Результаты расчетов показали значительное порождение энергии турбулентности за счет градиентов сдвигового течения. Также получено, что сдвиговое течение слабо влияет на генерируемые при эволюции зоны турбулентного смешения внутренние волны.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
Двухслойные податливые покрытия для управления турбулентным пограничным слоем

В.М. Кулик1, А.В. Бойко2,3, И. Ли4
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
vkulik@itp.nsc.ru
2Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
3Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия
4Пусанский национальный университет, Пусан, Корея
Ключевые слова: податливое покрытие, многослойность, вязкоупругие свойства, комплексная податливость, турбулентное течение, снижение гидродинамического трения, compliant coating, multilayering, viscoelastic properties, complex compliance, turbulent flow, reduction of hydrodynamic friction
Страницы: 51-62

Аннотация >>
Описываются проводимые в гидротрубе эксперименты по влиянию двухслойных податливых покрытий на поверхностное трение плоской пластины при скоростях потока до 16 м/с. Для документирования свойств покрытий были измерены динамические вязкоупругие свойства использованных резин в диапазоне частот, приблизительно соответствующем диапазону частот колебаний давления на стенке при актуальных скоростях потока. Данные о характеристиках вязкоупругих свойств покрытий и экспериментальные данные о взаимодействии покрытий с потоком образуют базу данных, необходимую для проверки различных теорий и полуэмпирических моделей прогнозирования эффективности такого взаимодействия.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
Моделирование режимов наклонных детонационных волн, возникающих при инициировании детонации снарядом малого диаметра

И.А. Бедарев1, В.М. Темербеков1,2, А.В. Федоров1,2
1Институт теоретической и прикладной механики им. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
bedarev@itam.nsc.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: детонация, сверхзвуковой поток, численное моделирование, частица, детонационная ячейка, detonation, supersonic flow, numerical simulation, particle, detonation cell
Страницы: 63-73

Аннотация >>
Выполнены численные исследования инициирования детонации в реагирующей водород-кислородной смеси сферическим снарядом малого диаметра, летящим со скоростью, превышающей скорость Чепмена-Жуге. Математическая модель основана на приведенной кинетической схеме для описания химических реакций. При верификации расчетного алгоритма проведено сравнение режимов течения и размера детонационной ячейки для численных и экспериментальных данных. Получено согласование расчетных и экспериментальных картин течения, количественное соответствие режимов существования наклонных детонационных волн.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
Характеристики теплового излучения факела модельного ракетного двигателя на твердом топливе с учетом скоростной и температурной неравновесностей газа и частиц

В.А. Кузьмин, И.А. Заграй, Е.И. Маратканова
Вятский государственный университет, Киров, Россия
ZagrayIA@yandex.ru
Ключевые слова: тепловое излучение, гетерогенные продукты сгорания, факел, модельный ракетный двигатель на твердом топливе, скоростная неравновесность, температурная неравновесность, характеристики излучения, степень черноты, вычислительный эксперимент, thermal radiation, heterogeneous combustion products, plume, model solid-fuel rocket engine, speed non-equilibrium, temperature non-equilibrium, emission characteristics, emissivity factor, computational experiment
Страницы: 75-84

Аннотация >>
В работе рассмотрена методика исследования характеристик теплового излучения гетерогенных продуктов сгорания в факеле модельного ракетного двигателя на твердом топливе. Вычислительным экспериментом установлено влияние на спектральные и интегральные плотности потока энергии излучения и степени черноты скоростной и температурной неравновесностей газа и частиц. Значения величин неравновесностей определены при разных критических сечениях сопла и средних размерах частиц. Установлено, что скоростная неравновесность слабо сказывается в полосах излучения газовой фазы и сильнее проявляется в полосах прозрачности газовой фазы. Определяющей при расчетах характеристик излучения является температурная неравновесность, на фоне которой сильнее проявляется скоростное запаздывание частиц.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
Экспериментальное исследование теплообмена в ячеистом пламени богатой и бедной смеси пропан/бутан/воздух

Б.Ф. Бояршинов, С.Ю. Федоров, Р.Х. Абдрахманов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
boyar@itp.nsc.ru
Ключевые слова: ячеистое пламя, бесконтактные измерения PIV, метод CARS, метод балансов, cellular flame, Particle Image Velocimetry (PIV), Coherent anti-Stokes Raman Scattering (CARS), balance method
Страницы: 85-94

Аннотация >>
В качестве одиночного элемента многоячеистого пламени исследовалось восходящее течение бедной пропано-воздушной смеси сквозь круглое отверстие диаметром 10 мм, затянутое латунной сеткой. Температура газа измерялась методом CARS (Coherent Antistokes Raman Scattering) с оригинальным программным обеспечением для обработки спектров. Вертикальная и горизонтальная компоненты скорости измерялись методом PIV (Particle Image Velocimetry). Распределение тепловыделения и тепловых потоков, которое нельзя получить в прямых измерениях, оценивалось с применением балансовых соотношений в уравнении энергии. Результаты сопоставлялись с известными данными для пламени богатой смеси, полученными в опытах с той же самой горелкой. Конвективный и молекулярный перенос рассматривались по отдельности. Было показано, что в случае горения богатой смеси пропан-бутана с воздухом потоки тепла, обусловленные теплопроводностью, достигают максимума в центре зоны тепловыделения. Их интенсивность существенно ниже в сравнении с конвективными потоками, которые, в свою очередь, практически вдвое слабей конвективных потоков в пламени бедной смеси. Наибольшие значения интенсивности тепловыделения в пламени богатой смеси ниже, чем в бедной.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
Численное моделирование процесса термического разложения углеводородных смесей при течении в каналах системы охлаждения высокоскоростного летательного аппарата. Оптимизация состава топлива

П.Д. Токталиев1,2, И.О. Галицкий1, С.И. Мартыненко1,2, В.М. Волохов1, Е.С. Амосова1, А.В. Волохов1, Л.С. Яновский1,2
1Институт проблем химической физики РАН, Черноголовка, Россия
toktaliev@icp.ac.ru
2Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, Москва, Россия
Ключевые слова: топливо, система охлаждения, оптимизация, fuel, cooling system, optimization
Страницы: 95-108

Аннотация >>
Разработана математическая модель физико-химических процессов при турбулентном течении смесей алканов с числом атомов углерода 0 < C < 9 в обогреваемых каналах. Для описания процесса турбулентного переноса использованы уравнения Навье-Стокса, а для описания термического разложения углеводородов применялся детальный кинетический механизм. Приведено подробное описание разработанной модели и результатов ее верификации на основе экспериментальных данных. В представленной работе модель использована для численного исследования сопряженного теплообмена в плоском обогреваемом канале системы охлаждения перспективных прямоточных авиационных двигателей на эндотермических углеводородных топливах. Выполнена двухкритериальная оптимизация исходного состава эндотермического углеводородного топлива для получения максимальных эндотермического эффекта и энергосодержания получаемой горючей смеси углеводородов, далее подаваемой в камеру сгорания двигателя. Ограничениями при оптимизации являются максимально допустимая температура стенок обогреваемого канала (условие термопрочности конструкции) и максимально допустимая степень разложения углеводородной смеси, при превышении которой начинается интенсивное образование твердых отложений на омываемых стенках канала.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
Влияние параметров перегретого водяного пара на процесс горения жидких углеводородов

С.В. Алексеенко1, И.С. Ануфриев1,2, С.С. Арсентьев1,3, М.С. Вигриянов1, Е.П. Копьев1, О.В. Шарыпов1
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
anufriev@itp.nsc.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
3Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: горелочное устройство, жидкое топливо, струя перегретого водяного пара, состав продуктов, калориметрические измерения
Страницы: 109-113

Аннотация >>
Исследованы характеристики процесса горения жидких углеводородов в струе перегретого водяного пара. Определено влияние физических параметров пара на распределение температуры в факеле, тепловую мощность и состав продуктов сгорания в разработанном горелочном устройстве.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
Особенности процесса парообразования вблизи стенки, охлаждаемой газокапельной завесой

В.И. Терехов, Н.Е. Шишкин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
terekhov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: концентрация пара, газокапельные струи, параметр вдува, жидкие пленки, канал с адиабатическими стенками, vapor concentration, gas-droplet jets, ejection coefficient, liquid films, channel with adiabatic walls
Страницы: 115-123

Аннотация >>
На основе имеющихся экспериментальных данных проведено аналитическое исследование концентрации насыщенного пара над жидкой пленкой, возникающей при осаждении капель на стенке адиабатического канала, охлаждаемого газокапельной завесой. Анализ осуществлялся при вариации основных параметров смешивающихся струй: параметра вдува, концентрации жидкости и температуры основного потока. Получена аппроксимационная зависимость для концентрации насыщенного пара при наличии жидкой пленки, учтено влияние неизотермичности потоков.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
Оптимальная конструкция и численный анализ системы быстрого предварительного охлаждения

К. Лю1, Ч. Ай1, С. Ван1, С. Цай1, Ю. Ван2
1Сианьский исследовательский институт высоких технологий, Сиань, Китайская Народная Республика
professor_0926@163.com
2Национальный университет оборонных технологий, Чанша, Китайская Народная Республика
Ключевые слова: система быстрого предварительного охлаждения, коэффициент теплообмена, шероховатость стенки, число диссипации энтранса, rapid precooler, heat transfer coefficient, wall roughness, entransy dissipation number
Страницы: 125-139

Аннотация >>
На базе компактной конструкции теплообменника для сверхзвукового аэрокосмического двигателя разработана система быстрого предварительного охлаждения и выполнено моделирование ее работы с целью определения эффективности на значительном удалении от земли. Для этого, во-первых, согласно известному диапазону параметров с помощью генетического алгоритма для нахождения минимума целевого числа диссипации энтранс-функции разработана плоская ребристо-трубчатая система быстрого предварительного охлаждения с оптимальными параметрами. Во-вторых, введен коэффициент вязкости шероховатости в улучшенный метод конечного объема, благодаря чему становится очевиден эффект быстрого повышения теплопередачи. Ребристая конструкция может увеличить эффективность теплообмена блока теплообменника на 46,5 %. Наконец, на базе этого устройства разработана система быстрого предварительного охлаждения. Результаты моделирования по определению эффективности ее работы показали, что средняя температура горячего воздуха, протекающего с высокой скоростью через систему быстрого предварительного охлаждения, уменьшилась на 735 K менее чем за 1,5 мс. Таким образом, достигнута цель быстрого повышения теплообмена. В работе также исследуется влияние различных скоростей горячего воздуха и охлаждающей жидкости на систему быстрого предварительного охлаждения и изучается влияние масштабного эффекта на характеристики теплопередачи.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
Влияние скорости потока газа на конвекцию в горизонтальном испаряющемся слое жидкости

Ю.В. Люлин1,2, А.С. Крета2, О.А. Кабов2,3
1Сколковский институт науки и технологий, Москва, Россия
Y.Lyulin@skoltech.ru
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
3Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: конвекция, термокапиллярная граница раздела, двухфазные течения, испарение, PIV-метод, convection, thermocapillary interface, two-phase flows, evaporation, PIV-method
Страницы: 141-146

Аннотация >>
Проведено экспериментальное исследование структуры конвективных течений в горизонтальном испаряющемся слое жидкости ¾ этаноле ¾ в зависимости от скорости обдувающего межфазную поверхность потока газа ¾ воздуха. Измерение распределения двухмерного поля скоростей и визуализация конвективных течений в слое жидкости осуществлялись с помощью PIV-метода. Доказано существование вихревой структуры течения в испаряющемся слое жидкости, при которой межфазная поверхность движется навстречу потоку газа.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


15.
Моделирование процесса получения полых частиц кремнезема в плазменном потоке. Часть 1. Динамика движения и нагрева пористых частиц

В.А. Архипов1, С.С. Бондарчук2,3, В.В. Шеховцов4, О.Г. Волокитин4, А.С. Аньшаков5, В.И. Кузьмин6
1Томский государственный университет, Томск, Россия
leva@niipmm.tsu.ru
2Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН, Бийск, Россия
3Томский государственный педагогический университет, Томск, Россия
4Томский государственный архитектурно-строительный университет, Томск, Россия
shehovcov2010@yandex.ru
5Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе CO РАН, Новосибирск, Россия
6Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: электроплазменная установка, низкотемпературная плазма, пористые частицы, кремнезем, полые микросферы, скорость частиц, нагрев, плавление и испарение частиц, математическое моделирование, electric plasma setup, low temperature plasma, porous particles, silica, hollow microspheres, particle velocity, particle heating, melting and evaporation, simulation
Страницы: 147-160

Аннотация >>
Представлены результаты математического моделирования динамики движения, нагрева и плавления пористых частиц кремнезема в электроплазменной установке в процессе получения полых микросфер. На основе имеющихся аналитических решений и численного решения уравнений движения и энергии частиц проанализированы закономерности эволюции параметров частиц в потоке плазмы при варьировании их диаметра в диапазоне D = (250÷350) мкм и объемной пористости в диапазоне Π = (0÷0,6).
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


16.
К 80-летию Владимира Васильевича Саломатова


Страницы: 161-162

Аннотация >>
30 декабря 2018 г. исполнилось 80 лет главному научному сотруднику Института теплофизики СО РАН, доктору технических наук, профессору, действительному члену Международной энергетической академии Владимиру Васильевичу Саломатову.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


17.
Памяти Альберта Феликсовича Курбацкого


Страницы: 163-164

Аннотация >>
24 декабря 2018 года ушел из жизни известный ученый в области механики жидкости и газа, заслуженный деятель науки РФ, доктор физико-математических наук, профессор Альберт Феликсович Курбацкий.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину