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

Array
(
    [SESS_AUTH] => Array
        (
            [POLICY] => Array
                (
                    [SESSION_TIMEOUT] => 24
                    [SESSION_IP_MASK] => 0.0.0.0
                    [MAX_STORE_NUM] => 10
                    [STORE_IP_MASK] => 0.0.0.0
                    [STORE_TIMEOUT] => 525600
                    [CHECKWORD_TIMEOUT] => 525600
                    [PASSWORD_LENGTH] => 6
                    [PASSWORD_UPPERCASE] => N
                    [PASSWORD_LOWERCASE] => N
                    [PASSWORD_DIGITS] => N
                    [PASSWORD_PUNCTUATION] => N
                    [LOGIN_ATTEMPTS] => 0
                    [PASSWORD_REQUIREMENTS] => Пароль должен быть не менее 6 символов длиной.
                )

        )

    [SESS_IP] => 44.200.140.218
    [SESS_TIME] => 1721601243
    [BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
    [fixed_session_id] => 09d5b70e5e5f6f894543d15a087cc358
    [UNIQUE_KEY] => 77f580f8b248642086df270292c2275f
    [BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
        (
            [LOGIN] => 
            [POLICY_ATTEMPTS] => 0
        )

)

Поиск по журналу

Теплофизика и аэромеханика

2020 год, номер 3

1.
Течение за трехмерным элементом шероховатости на модели стреловидного крыла

В.С. Каприлевская, А.М. Павленко, В.В. Козлов, А.В. Крюков
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
valeria.kaprilevskaya@gmail.com
Ключевые слова: стреловидное крыло, продольные структуры, неустойчивость поперечного течения, ламинарно-турбулентный переход, локализованная шероховатость, жидкокристаллическая термография
Страницы: 337-346

Аннотация >>
В работе представлены результаты экспериментального исследования обтекания наветренной стороны модели стреловидного крыла с установленными на поверхности генераторами возмущений. Генераторы представляют собой трехмерные элементы шероховатости, высота которых была сопоставима с толщиной пограничного слоя. С помощью жидкокристаллической термографии исследовано влияние элементов шероховатости различной высоты на пограничный слой. Найдено место максимальной восприимчивости течения к возмущениям за элементом шероховатости на поверхности крыла.


2.
Особенности аэродинамического момента и демпфирования тангажа модели возвращаемого аппарата при свободных колебаниях на сверхзвуковых скоростях

Е.А. Часовников
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
chas@itam.nsc.ru
Ключевые слова: модель возвращаемого аппарата, свободные колебания, коэффициент момента тангажа, аэродинамические характеристики, аэродинамическое демпфирование
Страницы: 347-355

Аннотация >>
Изложена методика обработки экспериментальных данных, полученных на установке свободных колебаний модели по углу тангажа, и определения нестационарных аэродинамических характеристик коэффи-циента момента тангажа. Обнаружено, что коэффициент момента тангажа модели возвращаемого аппарата при числах Маха М = 2 и М = 2,25 и постоянных углах атаки нелинейно зависит от скорости изменения угла атаки, что делает непригодной концепцию аэродинамических производных для математического описания коэффициента момента тангажа.


3.
Формирование околозвуковой области в канале переменного сечения при различных температурах торможения потока

В.П. Замураев, А.П. Калинина
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
v.zamuraev@gmail.com
Ключевые слова: горение водорода, сверхзвуковой поток, поперечные струи, околозвуковой режим
Страницы: 357-363

Аннотация >>
Численно изучается инициирование работы прямоточного воздушно-реактивного двигателя с распределенной подачей топлива по длине камеры сгорания. Принципиальным является наличие струи сжатого воздуха, создающей эффект дросселя, и предварительное торможение потока до околозвуковых скоростей. Решаются осредненные уравнения Навье-Стокса, замыкаемые SST k - ω -моделью турбулентности. В качестве газообразного топлива используется водород. Рассматривается боковая подача топлива. Получен пульсирующий околозвуковой режим. Показано, что с ростом температуры торможения потока примерно до 1700 K происходит рост характерного масштаба вихревых зон, и, как следствие, значительно возрастает уровень перемешивания водорода с воздухом.


4.
Численный трехмерный анализ теплогидравлических свойств турбулентного течения в закрученных квадратных воздуховодах

П. Промтайсонг1, В. Чуваттанакул2, С. Эямсаард1
1Технологический университет Маханакорн, Бангкок, Таиланд
k.pitak_pts@hotmail.com
2Технологический институт короля Монгкута Ладкрабанг, Бангкок, Таиланд
varesaatkmitl@gmail.com
Ключевые слова: теплообмен, пассивный теплообмен, закрутка, турбулентное периодическое течение, закрученный квадратный воздуховод
Страницы: 365-378

Аннотация >>
В работе исследуются теплообмен, локальные распределения числа Нуссельта, структура течения и характеристики трения закрученных квадратных воздуховодов. Проведен численный анализ влияния величины коэффициента закрутки ( TR = p / D = 3, 3,5, 4, 4,5, 5, 5,5 и 6) на теплогидравлические характеристики закрученных квадратных воздуховодов при постоянном тепловом потоке у стенки для чисел Рейнольдса, определяемых гидравлическим диаметром закрученного квадратного воздуховода, в диапазоне от 3000 до 20000. Для сравнения выполнен анализ тех же характеристик для прямого квадратного воздуховода. Численные результаты показали, что закрученные квадратные каналы являются более эффективными с точки зрения теплопередачи, чем прямые квадратные каналы, поскольку вихревой поток способствует увеличению перемешивания жидкости и уменьшению толщины теплового пограничного слоя. Уменьшение коэффициента закрутки приводит к увеличению числа Нуссельта и коэффициента трения за счет более высокой частоты вихревого течения. По сравнению с прямыми квадратными воздуховодами в закрученных квадратных воздуховодах теплообмен для TR = 3, 3,5, 4, 4,5, 5, 5,5 и 6 улучшился на 52, 49,82, 45,85, 42,22, 39,54, 35,41, и 31,77 % соответственно. Среди исследованных закрученных воздуховодов те, у которых коэффициент закрутки TR = 3,5, имеют максимальный коэффициент теплогидравлической эффективности - 1,42 при Re = 3000. Результаты также показали, что закрученные квадратные воздуховоды превосходят по теплогидравлическим характеристикам прямые квадратные воздуховоды.


5.
Эффект загромождения моделью крыла рабочей части аэродинамической трубы малых скоростей

В.И. Корнилов, А.Н. Попков
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
kornilov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: крыловой профиль, загромождение, аэродинамическая труба, давление, аэродинамические характеристики
Страницы: 379-390

Аннотация >>
Представлены результаты численных и экспериментальных исследований обтекания симметричного крылового профиля с относительной толщиной 12 % в свободном потоке и в аэродинамической трубе малых скоростей с закрытой рабочей частью. Эксперименты проведены в диапазоне чисел Рейнольдса Rec = 0,7·106-2·107 и углов атаки a = -12°¸ 12°. Численное решение задачи выполнено в двумерной постановке с использованием программного пакета ANSYS Fluent. Математическая модель течения содержит стационарные уравнения Рейнольдса, замкнутые различными моделями турбулентности, в том числе k-ω SST, представляющей собой суперпозицию k - e и k-ω -моделей. Показано существенное влияние загромождения моделью рабочей части аэродинамической трубы ограниченных размеров на характер обтекания и аэродинамические характеристики крылового профиля, даже когда коэффициент загромождения составляет всего 5,7 %.


6.
Магнитогидродинамическая конвекция внутри наклонной полости

М. Пирмохаммади1, А. Салехи-Шабестари2
1Исламский университет Азад, Тегеран, Иран
pirmohamadi@pardisiau.ac.ir
2Иранский исследовательский институт Ниру, Тегеран, Иран
ashabestari@nri.ac.ir
Ключевые слова: магнитогидродинамическое конвективное течение, угол наклона, число Рэлея, число Гартмана, число Нуссельта
Страницы: 391-401

Аннотация >>
Рассматривается ламинарное магнитогидродинамическое конвективное течение вязкой жидкости в наклонной полости. Задается разность температур на двух противоположных стенках, в то время как две другие стенки являются адиабатическими. Для решения определяющих нелинейных дифференциальных уравнений применяется разработанный авторами код, основанный на методе конечных объемов. Используемая жидкость - жидкий натрий, тепловые и электрические свойства которого, в частности, теплоемкость, теплопроводность и электропроводность, зависят от температуры. В работе представлены и описаны репрезентативные результаты, иллюстрирующие влияние угла наклона полости на линии тока и изолинии температуры. Также приводятся и обсуждаются результаты для профиля скорости в среднем сечении и среднего числа Нуссельта на горячей стенке полости для различных углов наклона и чисел Гартмана. Отмечается, что при числе Гартмана, равном 600, увеличение угла наклона приводит к росту числа вихрей в полости.


7.
Реологическая модель турбулентных течений суспензий в горизонтальных каналах

А.А. Гаврилов, А.В. Шебелев
Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
gavand@yandex.ru
Ключевые слова: суспензия, турбулентность, течение в трубе, численное моделирование
Страницы: 403-421

Аннотация >>
Построена модель турбулентных течений жидкости с частицами для произвольных концентраций. Модель включает уравнения для двухфазного течения в целом с реологическими соотношениями и уравнение для переноса концентрации частиц с учетом межфазного скольжения. Статистическая модель турбулентности учитывает модуляцию турбулентности частицами. Выполнено тестирование модели на задачах об установившемся течении с тяжелыми частицами в горизонтальной трубе. На основе сравнения с экспериментальными данными и детальными численными расчетами показано, что модель хорошо предсказывает характерные особенности турбулентных дисперсных потоков. Вторичные течения в канале отражают трехслойную структуру двухфазного течения.


8.
Структура пристенной газокапельной завесы, вдуваемой через круглые отверстия в поперечную траншею. Сравнение эйлерова и лагранжева подходов

М.А. Пахомов, В.И. Терехов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
pakhomov@ngs.ru
Ключевые слова: пленочное охлаждение, тепловая эффективность, газокапельная пристенная завеса, вдув через отверстия, траншея, численный расчет
Страницы: 423-432

Аннотация >>
Выполнен численный анализ структуры течения и тепловой эффективности пристенной газокапельной завесы, вдуваемой через наклонные отверстия в поперечную к потоку траншею. Расчет выполнен с использованием трехмерных RANS-уравнений в следующих диапазонах параметров двухфазного потока: начальный размер капель d 1 = 0¸20 мкм и их массовая концентрация M L1 = 0¸0,05. Турбулентность газа моделируется с применением модели переноса компонент рейнольдсовых напряжений с учетом двухфазности течения. В работе выполнено сравнение полученных результатов расчетов с использованием эйлерова и лагранжева описаний. Показана применимость обоих подходов для описания динамики и теплообмена двухфазной пристенной струи.


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

Б.Ф. Бояршинов, С.Ю. Фёдоров
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
boyar@itp.nsc.ru
Ключевые слова: ячеистое пламя, бесконтактные измерения, методы PIV и КАРС, перенос импульса
Страницы: 433-441

Аннотация >>
Для моделировании ячеистого пламени использовалась богатая (эквивалентное соотношение Ф = 1,4) и бедная (Ф = 0,9) смеси пропан-бутана с воздухом в горелке, образующей стационарное пламя с единственной ячейкой. Опытные данные о полях температуры получены с применением метода когерентного антистоксова рассеяния света (КАРС), компоненты скорости измерялись аппаратурой PIV (Particle Image Velocimetery). С помощью метода балансов рассчитаны слагаемые в уравнениях переноса импульса: напряжения трения, статическое давление. Показано, что на поверхности ячеистого пламени выполняется равенство динамического и статического давлений, связанных с тепловым расширением продуктов сгорания. Срыв пламени происходит в случае, когда величина скоростного напора становится больше величины изменения статического давления. Профили сдвиговых напряжений содержат экстремумы, координаты которых связаны с искривлениями линий тока и близки к положению области тепловыделения при горении бедной и богатой смесей.


10.
Численное моделирование в дифракционном приближении взаимодействия лазерного излучения с потоком микрочастиц

П.А. Стаценко1,2, М.Н. Хомяков1,2
1Институт лазерной физики СО РАН, Новосибирск, Россия
statsenkopa@laser.nsc.ru
2Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
mnkhomy@laser.nsc.ru
Ключевые слова: лазерная наплавка, поток частиц, ослабление энергии, моделирование, дифракционное приближение
Страницы: 443-450

Аннотация >>
При лазерной наплавке взаимодействие лазерного излучения с потоком порошка и подложкой играет ключевую роль. Нагрев поверхности зависит от распределения излучения на поверхности материала, которое определяется взаимодействием излучения с потоком микрочастиц порошка. Обычно в моделях для расчета ослабления лазерного пучка взаимодействие излучения с микрочастицами ограничивается простым геометрическим рассмотрением на основе соотношения площади сечения частиц к общей площади рассматриваемого сечения, без учета влияния дифракции. Распространение излучения также рассматривается в геометрическом приближении. Представленная модель позволяет учитывать явление дифракции на микрочастицах порошка. Проведено сравнение результатов, полученных при помощи модели с распространением излучения в геометрическим приближении, и предложенной авторами модели с распространением излучения в дифракционном приближении. Показано, что численная модель ослабления и распространения излучения в дифракционном приближении применима для комплексного анализа взаимодействия между лазерным пучком, потоком частиц и поверхностью. Модель позволяет оценить ослабление, испытываемое пучком из-за взаимодействия с потоком микрочастиц, и получить распределение интенсивности на поверхности подложки.


11.
Использование серого приближения для оценки истинной температуры материала по спектральному распределению обратных яркостных температур

С.П. Русин
Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия
sprusin@yandex.ru
Ключевые слова: истинная температура, яркостная температура, серое приближение
Страницы: 451-464

Аннотация >>
Представлен графо-аналитический способ (серая модель) оценки истинной температуры непрозрачного материала как сверху, так и снизу при неизвестном характере зависимости излучательной способности от длины волны. Показано, что если в выбранном спектральном интервале график спектрального распределения обратных яркостных температур можно приближенно представить линией, выпуклой вниз, то полученное значение температуры спектрального отношения ограничивает истинную температуру сверху. Если в спектральном интервале график указанной зависимости можно представить линией, выпуклой вверх, то полученное значение температуры спектрального отношения ограничивает истинную температуру снизу. Решение данной обратной задачи необходимо сочетать с решением прямой задачи. В результате появляется дополнительная информация о спектральном распределении излучательной способности материала в выбранном спектральном интервале. Кроме того, это является проверкой сделанных допущений. В работе также приводится пример обработки экспериментальных данных, известных из литературных источников.


12.
Реальная структура и теплофизические свойства твердых растворов gamma-GdxDy1-xS1,5-y

В.В. Баковец1, А.В. Сотников1, А.Ш. Агажанов2, С.В. Станкус2
1Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, Новосибирск, Россия
becambe@niic.nsc.ru
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
scousekz@gmail.com
Ключевые слова: реальная структура, теплофизические свойства, сульфиды РЗЭ, твердые растворы
Страницы: 465-474

Аннотация >>
Работа посвящена изучению температурных зависимостей теплопроводности (Т = 300-770 K) поликрис-таллических образцов твердых растворов на основе сульфидов гадолиния и диспрозия составов γ-GdxDy1-xS1,49 (x = 0,1, 0,2, 0,3, 0,4). Установлено, что морфологические особенности образцов, а именно, удельная площадь поверхности кристаллитов, вызывающая изменение числа деформационных центров, определяет величину теплопроводности твердых растворов γ-GdxDy1-xS1,49, причем установлено наличие аномального снижения теплопроводности для состава х = 0,2. При увеличении температуры до 770 K эта аномалия незначительно уменьшается. Для рассматриваемого состава достигнуто минимальное значение коэффициента теплопроводности 0,68 ± 0,03 Вт/м·K при 770 K.


13.
Моделирование затвердевания бинарного сплава на основе железа, модифицированного наноразмерными частицами

В.Н. Попов, А.Н. Черепанов, В.Г. Щукин
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
popov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: кристаллизация, бинарный сплав, зародышеобразование, модифицирование, наноразмерные тугоплавкие частицы, численное моделирование
Страницы: 475-482

Аннотация >>
Предложена математическая модель затвердевания бинарного сплава железа (Fe-C), модифицированного тугоплавкими наноразмерными частицами. Описываются процессы гетерогенного зародышеобразования на поверхности наноразмерных частиц и кристаллизации сплава в цилиндрической форме. Для температуры ликвидуса принята линейная аппроксимация от концентрации растворенного углерода, закон изменения которой подчиняется правилу неравновесного рычага. Объем твердой фазы, образовавшейся вокруг зародыша, в процессе кристаллизации определяет характерный размер зеренной структуры в затвердевшем сплаве. Проведено численное моделирование затвердевания расплава в цилиндрическом тигле и рассмотрены особенности кинетики гетерогенного зарождения и роста твердой фазы. Определено, что условия зародышеобразования и кристаллизации существенно различаются внутри отливки. Показано, что по мере охлаждения расплава устанавливается объемно-последовательная кристаллизация.


14.
Анализ экспериментальных данных по плавлению и движению расплава металла по цилиндрической поверхности

П.Д. Лобанов1,2, Э.В. Усов1, А.И. Светоносов1,2, С.И. Лежнин1,2
1Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, Москва, Россия
lobanov@itp.nsc.ru
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
svetonosov.a.i.@gmail.com
Ключевые слова: ядерная энергетика, твэл, тяжелая авария, расплав, пленка, ручейки
Страницы: 483-490

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментальных исследований плавления имитатора оболочки модельного тепловыделяющего элемента, изготовленной из Pb (44,5 %)-Bi (55,5 %), и движения расплава по поверхности обогреваемого стержня. Эксперименты проведены с близкими по значению параметрами: тепловыделением, начальной температурой, линейным размером и толщиной модельной оболочки. Для каждого из экспериментов были выполнены видеосъемка процесса формирования и движения расплава, измерены температура оболочки и скорость потери массы. Представлен анализ формирования и стекания расплава по поверхности стержня.


15.
Теплопроводность сплава Rb73Bi27 в жидком состоянии

А.Ш. Агажанов, Р.Н. Абдуллаев, С.В. Станкус, Д.А. Самошкин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
scousekz@gmail.com
Ключевые слова: сплав Rb-Bi, теплопроводность, температуропроводность, расплав, интерметаллические комплексы, метод лазерной вспышки
Страницы: 491-494

Аннотация >>
Методом лазерной вспышки измерена теплопроводность жидкого сплава Rb-Bi с содержанием висмута 27 ат. % в интервале температур от точки ликвидуса до 1173 K. Получены аппроксимационные уравнения для теплопроводности и температуропроводности, а также разработана таблица справочных данных. Анализ результатов измерений подтверждает существующие представления о наличии в расплавах Rb-Bi интерметаллических комплексов с частично ионным характером межатомного взаимодействия.


16.
К 70-летию академика Сергея Владимировича Алексеенко


Страницы: 495-496

Аннотация >>
30 мая 2020 года исполнилось 70 лет выдающемуся российскому ученому в области теплофизики, энергетики и энергосбережения академику РАН, научному руководителю Института теплофизики СО РАН Сергею Владимировичу Алексеенко.


17.
К 75-летию Виктора Владимировича Козлова


Страницы: 497-498

Аннотация >>
24 апреля 2020 г. исполнилось 75 лет известному ученому в области механики жидкости и газа, доктору физико-математических наук, профессору Виктору Владимировичу Козлову.