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] => 3.238.116.201
    [SESS_TIME] => 1720807785
    [BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
    [fixed_session_id] => 1c70eb00f9625df729de4029cde2c2b5
    [UNIQUE_KEY] => 34c0957cfd29f8fbb43e4917543905b2
    [BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
        (
            [LOGIN] => 
            [POLICY_ATTEMPTS] => 0
        )

)

Поиск по журналу

Теплофизика и аэромеханика

2023 год, номер 6

1.
Моделирование нагрева чувствительного элемента датчика теплового потока в высокоскоростном течении при переменных входных условиях

И.Р. Васнёв, М.А. Гольдфельд, Н.Н. Федорова
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
vasnev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: численное моделирование, Ansys Fluent, сверхзвуковое течение, аэродинамический нагрев, сопряженный теплообмен, тепловой поток
Страницы: 1023-1039

Аннотация >>
В статье приводятся результаты численных расчетов высокоскоростных турбулентных течений воздуха в плоском канале переменного сечения с резким расширением с учетом сопряженного теплообмена с медными пластинами, моделирующими чувствительные элементы датчиков тепловых потоков. Расчеты выполнены для условий высокоэнтальпийной аэродинамической установки импульсного типа, особенностями которой являются короткая длительность рабочего режима и нестационарные «падающие» условия на входе в модельный канал. При различных числах Маха на входе в модельный канал проанализирована волновая структура сверхзвукового течения, которая оказывает влияние на тепловые потоки на стенках. Выполнена валидация расчетного алгоритма на экспериментальных данных о прогреве чувствительных элементов датчиков тепловых потоков для нестационарных входных условий на входе в канал. Численно исследовано влияние числа Маха, статических параметров и параметров торможения на скорость прогрева чувствительных элементов, расположенных в различных частях канала. Проведено сравнение тепловых потоков, полученных в расчетах при постоянных и «падающих» условиях на входе в канал. Показано, что для повышения точности моделирования тепловых потоков необходимо учитывать интенсивность пульсаций параметров потока и их изменение по длине канала.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
Модуляция меандрирования течения в зазоре модели периферийной ячейки тепловыделяющей сборки

М.В. Шестаков, М.П. Токарев
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
maximvsh@gmail.com
Ключевые слова: эксперимент, турбулентное течение, каналы сложной формы, метод PIV, метод POD, меандрирование потока, тепловыделяющая сборка, плотная решетка, узкий зазор, гидродинамика теплоносителя
Страницы: 1041-1053

Аннотация >>
Тепловыделяющие сборки с плотной упаковкой перспективны с точки зрения повышения коэффициента конверсии и теплоотдачи в малых модульных реакторах. Основной особенностью течения в плотных упаковках является формирование квазипериодических крупномасштабных пульсаций скорости в зазоре между ТВЭЛами, которые приводят к усилению перемешивания между подканалами и сильно увеличивают теплообмен между твэлами и теплоносителем. Появление крупномасштабных пульсаций напрямую связано с отношением шага к диаметру (P/D) пучка стержней и числом Рейнольдса (Re). В настоящей работе при помощи метода PIV с высоким временным разрешением экспериментально исследуется нестационарная структура течения в зазоре между плоской стенкой и тремя стержнями с относительным шагом P/D = 1,077. Представлены осредненные, в том числе трехмерные, характеристики течения. Исследовано влияние числа Re на колебания потока в зазоре. При помощи метода POD проведен анализ пространственных наиболее энергетических мод течения. Полученные результаты указывают на наличие нескольких бегущих волн, распространяющихся по потоку. Обнаружена модуляция колебаний потока в зазоре. Результаты исследования хорошо согласуются с результатами других авторов.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
Вторичные течения в плоском диффузоре и их роль в формировании поля турбулентности

И.А. Давлетшин, Н.И. Михеев, Р.Р. Шакиров
Институт энергетики и перспективных технологий ФИЦ «Казанский научный центр РАН», Казань, Россия
davlet60@mail.ru
Ключевые слова: градиентный поток, плоский диффузор, структура потока, турбулентность, вторичные течения
Страницы: 1055-1072

Аннотация >>
Турбулентные течения в плоском диффузоре характеризуются наличием в профилях пульсаций продольной скорости двух локальных максимумов. В работе выполнено экспериментальное исследование механизма формирования турбулентной структуры потока в плоском диффузоре. С этой целью проведены измерения параметров кинематической структуры течения в диффузоре с углом раскрытия 2,5°. С применением оптического метода измерений получены профили скоростей и турбулентных характеристик потока в характерных сечениях канала, на основе которых выявлены вторичные течения в диффузоре. Предложена физическая модель формирования турбулентной структуры потока. В рамках нее наличие высокой степени турбулентных пульсаций вдали от стенки увязывается с конвекцией турбулентности из пристеночной области в ядро потока вторичным течением в виде усредненного спирального движения среды в плоском диффузоре.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
Численное моделирование газодинамики втекания в канал, расположенный за коническим или плоским скачком уплотнения

В.И. Звегинцев, И.И. Мажуль
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
zvegin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковое течение, клин, конус, вход в канал
Страницы: 1073-1080

Аннотация >>
В работе представлены результаты численного исследования газодинамики течения и интегральных параметров потока на входе в канал, расположенный за коническим или плоским скачком уплотнения. Рассмотрен диапазон чисел Маха набегающего потока М = 2 - 4 и углов наклона поверхности сжатия клина и конуса δ= 10-90°. Получены данные по структуре течения на входе в канал, среднемассовым значениям числа Маха, коэффициенту потерь полного давления и расхода. Проведен сравнительный анализ этих параметров, и отмечены преимущества или недостатки расположения входного сечения канала в разных типах потоков.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
Новый метод молекулярного моделирования коэффициентов переноса жидкостей

В.Я. Рудяк1,2, Е.В. Лежнев1,2
1Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, Новосибирск, Россия
valery.rudyak@mail.ru
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
lionlev@yandex.ru
Ключевые слова: вязкость, жидкость, коэффициенты переноса, молекулярное моделирование, стохастическое моделирование, теплопроводность
Страницы: 1081-1090

Аннотация >>
В работе представлен метод молекулярного моделирования коэффициентов переноса жидкостей, являющийся альтернативой методу молекулярной динамики. Коэффициенты переноса определяются с помощью флуктуационно-диссипационных теорем. Динамика молекул рассчитывается стохастически, причем межмолекулярные силы задаются с помощью созданной базы данных межмолекулярных сил. Построена функция распределения межмолекулярных сил и получена формула для ее аналитической аппроксимации. Эффективность метода продемонстрирована на примере расчета коэффициентов вязкости и теплопроводности жидких аргона и бензола. Полученные данные сопоставлены с данными экспериментов и молекулярно-динамического моделирования, установлено их хорошее согласование. Показано, что при сопоставимой точности моделирования развиваемый метод оказывается существенно более экономичным по времени по сравнению с методом молекулярной динамики.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
Структура сверхзвуковой газожидкостной струи при высокой концентрации жидкости

В.М. Бойко, В.В. Лотов, А.Ю. Нестеров, С.В. Поплавский
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
bvm@itam.nsc.ru
Ключевые слова: газожидкостный поток, недорасширенная сверхзвуковая струя, аэродинамическое разрушение капель
Страницы: 1091-1102

Аннотация >>
Выполнено экспериментальное исследование сверхзвуковых газожидкостных струй коаксиальной форсунки при высокой концентрации жидкости. Использовался комплекс оптической диагностики газокапельных потоков: методы визуализации и PIV (particle image velocimetry), лазерный доплеровский анемометр и прибор Malvern Spraytec для изучения дисперсного состава спрея. Исследования показали, что профили скорости и концентрации капель с ростом расхода меняются: за головным скачком появляется протяженная зона с малыми скоростями капель, концентрация при этом уменьшается значительно медленнее, чем при низких расходах. Малый рост энергии струи при расходах жидкости свыше 100 л/ч и заметное увеличение размеров капель свидетельствуют об исчерпании возможностей струи газа по разрушению жидкости на указанных режимах.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
Прямое стохастическое моделирование течения разреженного газа в каналах переменного сечения

А.О. Сажин, О.В. Сажин
Уральский федеральный университет, Екатеринбург, Россия
artem.sazhin@urfu.ru
Ключевые слова: разреженный газ, течение в каналах, расход газа, число Кнудcена, метод прямого статистического моделирования Монте-Карло
Страницы: 1103-1110

Аннотация >>
Методом прямого статистического моделирования Монте-Карло исследуется истечение разреженного газа в вакуум через короткие линейно расширяющийся и сужающийся каналы. Задача решается в полной геометрической постановке, а именно: с включением в рассмотрение достаточно больших областей на входе и выходе модельного канала. В широком диапазоне разреженности газа выполнен расчет массового расхода через канал и поля течения газа как внутри канала, так и в областях вверх и вниз по течению. Результаты расчета сравниваются с соответствующими данными для канала постоянного поперечного сечения. Установлено сильное влияние геометрии канала и разреженности газа на массовый расход и на поле течения.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
Экспериментальное исследование движения и формы парового пузыря, всплывающего в кольцевом канале при субатмосферном давлении

Р.А. Дехтярь, В.В. Овчинников
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
dekhtyar@itp.nsc.ru
Ключевые слова: паровой пузырь, вскипание, перегретая жидкость, кольцевой канал
Страницы: 1111-1120

Аннотация >>
Проведено экспериментальное исследование динамики парового пузырька, всплывающего в кольцевом канале при субатмосферном давлении. Образование парового пузыря происходит после вскипания перегретой дегазированной жидкости в кольцевом канале, состоящем из двух стеклянных трубок диаметрами 25 и 16 мм. Исследование показало, что динамика паровой полости при всплытии парового пузырька в кольцевом канале имеет качественное отличие от динамики указанного газового пузырька и при этом демонстрирует много общего с динамикой парового пузырька Тейлора, всплывающего в круглой трубке малого диаметра. Одной из особенностей поведения паровой полости в кольцевом канале является то, что в пульсационном режиме на стадии схлопывания паровая полость может распадаться на несколько частей.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
Закономерности всплытия кластера монодисперсных пузырьков в вязкой жидкости в присутствии поверхностно-активного вещества

В.А. Архипов, А.С. Усанина, Р.А. Чуркин
Томский государственный университет, Томск, Россия
leva@niipmm.tsu.ru
Ключевые слова: кластер пузырьков, поверхностно-активное вещество, вязкая жидкость, коэффициент сопротивления, экспериментальное исследование
Страницы: 1121-1124

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования процесса всплытия кластера монодисперсных газовых пузырьков в вязкой жидкости в присутствии и в отсутствие поверхностно-активного вещества в области чисел Рейнольдса Re = 0,01 ÷ 1. Проанализировано влияние типа поверхностно-активного вещества на динамику всплытия пузырькового кластера. Определена качественная картина всплытия монодисперсного кластера пузырьков в зависимости от начальной объемной концентрации в диапазоне СV = 0,001 ÷ 0,04. Получены новые экспериментальные данные по скорости и коэффициенту сопротивления компактного кластера монодисперсных пузырьков, всплывающего в присутствии и в отсутствие поверхностно-активного вещества в жидкости, для контактного и бесконтактного типов всплытия пузырьков.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
Явление гистерезиса при взаимодействии косых гидравлических прыжков на мелкой воде

А.Н. Кудрявцев1, У.В. Михайлова1,2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
alex@itam.nsc.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
ulyana.mikhaylova.99@mail.ru
Ключевые слова: уравнения мелкой воды, регулярное отражение, маховское отражение, численное моделирование, гидравлические прыжки, критерии перехода, гистерезис
Страницы: 1135-1145

Аннотация >>
Проведено исследование отражения гидравлических прыжков на мелкой воде. Получены теоретические критерии перехода между регулярным и маховским отражениями, показано существование области углов падения, в которой возможны оба типа отражения. При численном моделировании наблюдался согласующийся с теоретическими предсказаниями гистерезис перехода. Показано, что гистерезис может быть получен при плавном изменении как угла клина, генерирующего гидравлический прыжок, так и числа Фруда набегающего потока.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
Исследование развития и взаимосвязи процессов переноса при горении струи водорода, истекающей из щели в воздух

Б.Ф. Бояршинов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
boyar@itp.nsc.ru
Ключевые слова: кинетическое и диффузионное реагирование, тепловыделение, скорость образования продуктов сгорания, процессы переноса, комбинационное рассеяние
Страницы: 1147-1157

Аннотация >>
В работе исследуется переход от кинетического к диффузионному горению с применением оптических методов диагностики. Получены экспериментальные данные о полях температуры, составе и скорости движения газа вблизи передней кромки пламени водорода, истекающего из щели 2×20 мм в воздух. Методом балансов в уравнениях переноса энергии, импульса и вещества получено распределение скорости образования продуктов сгорания, интенсивности тепловыделения и давления. Показано, что при переходе к диффузионному горению тепловыделение по длине пламени снижается медленней, чем скорость образования воды.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
Ламинарный сверхзвуковой пограничный слой в условиях диффузионного водородно-воздушного пламени и его устойчивость

С.А. Гапонов, С.О. Морозов, А.Н. Семенов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
gaponov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковой пограничный слой, неустойчивость, возмущения, диффузионное пламя, степень усиления
Страницы: 1159-1175

Аннотация >>
В приближении Дана - Линя - Алексеева и при постоянных числах Прандтля и Шмидта сформулирована задача гидродинамической устойчивости пограничного слоя с диффузионным горением, которая сводится к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений десятого порядка с однородными граничными условиями. При числах Льюиса, равных единице, она может быть понижена до восьмого порядка. В невязком приближении задача устойчивости сводится к интегрированию одного дифференциального уравнения второго порядка. На основе полученных уравнений устойчивости и расчетов стационарных параметров течения прямым численным моделированием впервые исследована устойчивость сверхзвукового пограничного слоя с диффузионным горением на проницаемой пластине с подачей водорода через ее поры. При числе Маха M = 2 с помощью расчетов установлена возможность стабилизации течения пламенем. Показано, что в рамках невязкой теории устойчивости могут быть получены достаточно надежные данные о максимальных степенях роста возмущений.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
Экспериментальное исследование размеров и скорости капель, формируемых системой пневматического впрыска воды во впускную систему поршневого двигателя внутреннего сгорания, с применением оптических методов

М.Д. Гарипов1, А.Г. Хафизов2, Р.Ф. Зиннатуллин1, А.А. Мелков1, В.А. Шаяхметов1, О.А. Гобызов3
1Уфимский университет науки и технологий, Уфа, Россия
garry76@mail.ru
2Зауральская ТЭЦ, филиал БГК, Сибай, Россия
amir1985@inbox.ru
3Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
oleg.a.g.post@gmail.com
Ключевые слова: пневматическая система впрыска воды, Shadow Photography, 2D-PIV, дифференциальное и интегральное объемное распределение капель, эквивалентный диаметр капли
Страницы: 1177-1188

Аннотация >>
В представленной работе исследуется качество распыливания воды системой с пневматическим впрыском, предназначенной для подачи воды во впускную систему поршневого двигателя внутреннего сгорания. Система состоит из двухцилиндрового поршневого компрессора, в рабочих полостях которого происходит сжатие несущей фазы водовоздушной смеси. Поршневой компрессор соединен с распылителем через длинные каналы. Определение размеров капель основывалось на автоматической обработке изображений, полученных методом Shadow Photography. Для определения поля скорости использовался метод 2D-PIV . Результаты экспериментов показали, что предложенная система впрыска позволяет получить высокое качество распыливания при соотношении массовых расходов воздуха и воды, составляющем не менее 0,46. Значение среднего заутеровского диаметра при этом составило не более 31,1 мкм.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
Построение приближенных аналитических решений для модели переноса тепла в слое льда при СВЧ-облучении

В.А. Карелин, В.В. Саломатов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
vad2hen@mail.ru
Ключевые слова: СВЧ-излучение, электромагнитный нагрев, теплоизлучение, конвекция, диэлектрик, энергозатраты, приближенные аналитические решения
Страницы: 1189-1196

Аннотация >>
В представленной работе рассматривается СВЧ-обработка снежно-ледяной массы, этапами которой являются нагрев и плавление. Построена нелинейная математическая модель двухфазной задачи Стефана для слоистой системы диэлектриков, найдены приближенные аналитические решения, которые позволяют учесть влияние теплофизических и электрофизических свойств слоев, провести параметрический анализ.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


15.
Анализ влияния масштабного фактора на результаты моделирования обтекания зданий

Д.А. Дектерев1,2, А.С. Лобасов1, В.Д. Мешкова1, К.Ю. Литвинцев2, А.А. Дектерев1,2, А.А. Дектерев1,2
1Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
dekterev_da@mail.ru
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
sttupick@yandex.ru
Ключевые слова: аэродинамика, обтекание куба, вихревые зоны, масштабируемость, моделирование
Страницы: 1197-1204

Аннотация >>
В работе проведен анализ картин течения при обтекании модели здания кубической формы. Сопоставлены расчетные и экспериментальные данные для задач различного масштаба. Геометрические размеры моделей варьируются от 0,025 до 6 м, при этом диапазон чисел Рейнольдса в анализируемых данных составляет от 104 до 106. Показана масштабируемость задачи, что дает основание для проведения лабораторных трубных экспериментов.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


16.
Скорость звука в смесях гелий-ксенон в широких интервалах параметров состояния

С.В. Станкус, С.Г. Комаров, О.С. Дутова, А.Б. Мешалкин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
stankus@itp.nsc.ru
Ключевые слова: скорость звука, метод ультразвукового интерферометра, высокие давления и температуры, инертные газы, гелий-ксеноновые смеси
Страницы: 1205-1213

Аннотация >>
В работе методом ультразвукового интерферометра в интервале температур от 293 до 393 K при давлениях от 0,13 до 1,5 - 2,8 МПа измерена скорость звука U в газовых смесях гелий-ксенон с содержанием гелия 60,34, 71,72 и 85,32 ат. %. Погрешности измерения температуры, давления и скорости звука составили соответственно ±20 мK, ±4 кПа и ±(0,15 - 0,30) %. С помощью аппроксимации экспериментальных данных для каждого состава получены уравнения, описывающие изменение скорости звука от давления и температуры во всем интервале измерений. Выполнен анализ существующих справочных и экспериментальных данных по скорости звука в инертных газах и He-Xe-смесях. Предложен метод расчета U смесей с содержанием гелия выше 71,7 ат. % He до температуры 1500 K и давления до 7 МПа.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


17.
Исследование влияния последствий лесных пожаров на перенос тепла и влаги в сезонно-талом слое почвы методами численного моделирования

К.А. Финников1, Т.В. Пономарева1,2, Е.И. Пономарев1,2, К.Ю. Литвинцев3
1Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
kfinnikov@sfu-kras.ru
2Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Красноярск, Россия
bashkova_t@mail.ru
3Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
sttupick@yandex.ru
Ключевые слова: перенос влаги, перенос тепла, почва, криолитозона
Страницы: 1215-1222

Аннотация >>
Проведено численное моделирование процессов переноса тепла и влаги, а также фазового перехода лед - вода в сезонно-талом слое почвы. Проанализировано влияние последствий природного пожара на температуру почвы и глубину протаивания в зависимости от влагоудерживающих свойств почвы в условиях криолитозоны Сибири. Результаты расчетов демонстрируют существенное увеличение глубины протаивания в результате выгорания верхнего органического горизонта. Количественные показатели воздействия природных пожаров существенно зависят от влагоудерживающих свойств верхних органических горизонтов почвы.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


18.
Энтальпия и теплоемкость жидких сплавов Na15Pb4 и Na50Pb50

А.Р. Хайрулин, С.В. Станкус
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
rainjke95@yandex.ru
Ключевые слова: калориметрия смешения, сплавы натрий-свинец, энтальпия, теплоемкость, твердое и жидкое состояния
Страницы: 1223-1227

Аннотация >>
На массивном изопериболическом калориметре смешения измерен инкремент энтальпии и определена теплоемкость сплавов Na15Pb4 и Na50Pb50 в интервале температур 430 - 1075 K, включающем твердое и жидкое состояния. Установлено, что значения теплоемкости расплавов существенно превышают расчеты этой величины по законам для идеального раствора и это отличие уменьшается с ростом температуры. Полученные результаты подтверждают существующие представления об образовании в расплавах систем щелочных металлов со свинцом различных комплексов с частично ионным характером межатомного взаимодействия.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину