|
|
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] => 2880
[PASSWORD_LENGTH] => 6
[PASSWORD_UPPERCASE] => N
[PASSWORD_LOWERCASE] => N
[PASSWORD_DIGITS] => N
[PASSWORD_PUNCTUATION] => N
[PASSWORD_CHECK_WEAK] => N
[PASSWORD_CHECK_POLICY] => N
[PASSWORD_CHANGE_DAYS] => 0
[PASSWORD_UNIQUE_COUNT] => 0
[LOGIN_ATTEMPTS] => 0
[BLOCK_LOGIN_ATTEMPTS] => 0
[BLOCK_TIME] => 0
)
)
[SESS_IP] => 18.191.208.253
[SESS_TIME] => 1742993899
[IS_EXPIRED] =>
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[SESS_SHOW_INCLUDE_TIME_EXEC] =>
[fixed_session_id] => f2046b74498b2285b29cab246c0abd1e
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
[SESS_OPERATIONS] => Array
(
)
)
2024 год, номер 5
С.М. Босняков, С.А. Глазков, А.Р. Горбушин, Д.Ю. Гусев, М.Н. Клемешова, Е.А. Крапивина, С.В. Михайлов, А.В. Семенов, Ю.Г. Швалев
Центральный аэрогидродинамический институт им. Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), Жуковский, Россия sergey.bosnyakov@tsagi.ru
Ключевые слова: аэродинамическая труба, компьютерная программа и модель, конус, валидация, тестовый случай, аэродинамические характеристики
Страницы: 827-841
Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования обтекания острого конуса с углом раствора 10° в двух аэродинамических трубах ЦАГИ большого размера. Числа Маха и Рейнольдса набегающего потока варьировались в широком диапазоне значений: М = 0,2 ÷ 6, Re = 3 ÷ 34 млн. Измерены коэффициенты сопротивления, подъемной и поперечной сил. Исследовано поведение коэффициентов момента тангажа и рыскания. Представлены распределения статического давления и его пульсаций на поверхности конуса. Построена физическая картина обтекания. Подготовлена упорядоченная система данных, содержащих как результаты натурных экспериментов, так и тестовых расчетов, предназначенная для валидации компьютерных программ и моделей.
|
В.Н. Ярыгин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия yarygin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: электродуговые плазмотроны, инженерные методы расчета, плазменные струи, истечение в вакуум, неравновесные процессы
Страницы: 843-848
Аннотация >>
110-летию со дня рождения академика С.С. Кутателадзе посвящается В статье отражен вклад академика С.С. Кутателадзе в обоснование и создание инженерных методов расчета электродуговых плазмотронов на основе подходов теории подобия и анализа размерностей. Представлены обобщенные вольт-амперная и тепловая характеристики однокамерного плазмотрона как с обычным водяным, так и с пористым охлаждением анода, а также некоторые результаты исследования высокотемпературных, включая плазменные, недорасширенных сверхзвуковых струй малой плотности.
|
И.А. Садовский, М.М. Катасонов, В.В. Козлов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия sadovski.ivan@yandex.ru
Ключевые слова: ламинарно-турбулентный переход, пограничный слой Блазиуса, распределенное воздействие, волна Толлмина - Шлихтинга
Страницы: 849-853
Аннотация >>
Исследование посвящено экспериментальному изучению влияния изменения профиля скорости на устойчивость волн Толлмина - Шлихтинга в пограничном слое Блазиуса. Эксперимент проводился в малотурбулентной аэродинамической трубе Т-324 при скорости набегающего потока U∞ = 9 м/с. В качестве модели использовалась плоская пластина. Исследования проводились с использованием термоанемометрии. Результаты показали, что распределённое воздействие на пограничный слой Блазиуса через гидродинамически гладкую поверхность приводит к снижению почти на два порядка амплитуды волны Толлмина - Шлихтинга, возбуждающейся естественным образом. В результате распределенного воздействия меняется устойчивость течения. Результаты эксперимента показали, что по сравнению с воздействием на течение через щель, распределенное воздействие более эффективно при прочих равных условиях.
|
А.Е. Соборнов, Р.Р. Рязапов, С.М. Дмитриев, А.В. Котин, Н.В. Мацин, С.С. Бородин
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия wisestjedi@mail.ru
Ключевые слова: пульсации температуры, численное моделирование, тройниковое соединение, CFD, WALE
Страницы: 855-871
Аннотация >>
В работе представлены результаты серии расчетных и экспериментальных исследований процесса смешения потоков теплоносителя с различной температурой при штатных технологических параметрах ядерных энергетических установок (ЯЭУ). Экспериментальные исследования выполнены с применением модернизированной версии измерительной модели. Определено поле температуры в зоне смешения и выбрана оптимальная комбинация режимных параметров из условия наибольшей интенсивности пульсаций температуры потока в зоне смешения. Численное исследование проведено в программном пакете Ansys Fluent. Сеточная модель выполнена на основе блочной структуры в Ansys ICEM. Моделирование выполнено в нестационарной постановке с использованием LES WALE модели турбулентности. Анализ расчетно-экспериментальных полей скорости и температуры подтвердил корректность выбранного численного подхода. Получено качественное совпадение распределений плотностей вероятностей и спектрально-корреляционных характеристик температурных сигналов в зоне смешения. Распределение спектральной плотности мощности расчетных значений температуры и скорости полностью соответствует одномерному энергетическому спектру развитой изотропной турбулентности.
|
А.Н. Кудрявцев, А.В. Кашковский, А.А. Шершнёв
Институт теоретической и прикладной механики им С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия alex@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковые неизобарические струи, ударно-волновая структура, осесимметричное течение, разреженный газ, влияние вязких эффектов
Страницы: 873-878
Аннотация >>
Численно, на основе уравнений Навье - Стокса, исследуется вопрос о существовании возвратного течения за диском Маха в первой бочке сверхзвуковой недорасширенной струи. Показано, что существование возвратного течения зависит от числа Рейнольдса: оно возникает при низких значениях числа Рейнольдса и исчезает, когда число Рейнольдса превышает некоторую величину. Таким образом, для экспериментального наблюдения этого парадоксального явления необходимо проведение экспериментов со струями достаточно разреженного газа.
|
В.Е. Жуков, Н.Н. Мезенцева
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия zhukov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: неазеотропная смесь, спирто-водяная смесь, внутренние интенсификаторы, теплоотдача в канале, перепад давления
Страницы: 879-883
Аннотация >>
Интенсификация теплоотдачи в трубах пассивным методом осуществляется за счет воздействия на поток вставными интенсификаторами или путем изменения формы поверхности теплообмена. В представленной работе исследуется процесс интенсификации с использованием сферических турболизаторов, расположенных в горизонтальном канале из нержавеющей стали. Получены экспериментальные данные при циркуляции спирто-водяной смеси с концентрацией 30 % масс. при давлении в сосуде 0,03 - 0,04 МПа. Показано, что эффективность сферических интенсификаторов соразмерна с эффективностью спиральных интенсификаторов при существенно меньших перепадах давления.
|
М.Д. Гарипов1, Р.Ф. Зиннатуллин1, А.А. Мелков1, Э.М. Халилов1, В.А. Шаяхметов1, О.А. Гобызов2
1Уфимский университет науки и технологий, Уфа, Россия garry76@mail.ru 2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия oleg.a.g.post@gmail.com
Ключевые слова: пневматическая система впрыска, авиационный керосин, метод Shadow Photography, исследование дисперсного состава, глубина проникновения струи, средний заутеровский диаметр
Страницы: 885-902
Аннотация >>
В представленной работе исследуются дисперсный состав и геометрические параметры струи, формируемой разработанной системой пневматического впрыска. В работе применялись две оптические методики исследования струи, основанные на обработке изображений, полученных методом Shadow Photography. Исследование эволюции импульсных струй проводилось с использованием высокоскоростной видеокамеры с макро-объективом, а дисперсный состав струи изучался с помощью цифровой камеры с дальнодействующим микроскопом и подсветкой, состоящей из люминесцентного фонового экрана и импульсного лазера. Исследования проводились при соотношении массовых расходов воздуха к топливу 1 и 0,16. Значения среднего заутеровского диаметра составили 13 и 18 мкм при соотношении массовых расходов воздуха к топливу 1 и 0,16 соответственно.
|
Ю.Н. Григорьев1, И.В. Ершов1,2
1Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий, Новосибирск, Россия grigor@ict.nsc.ru 2Новосибирский государственный аграрный университет, Новосибирск, Россия ivershov1969@gmail.com
Ключевые слова: акустические возмущения, неравновесные химические реакции, усиление (ослабление) высокочастотных колебаний, влияние знака теплового эффекта реакции
Страницы: 903-914
Аннотация >>
На основе полной системы уравнений акустики исследована эволюция акустических возмущений в высокотемпературной реагирующей смеси углекислого и угарного газов и кислорода CO2/CO/O в реакции диссоциации - рекомбинации, а также в неравновесных эндотермической реакции диссоциации CO2 и экзотермической реакции дожигания угарного газа в кислороде. Использовалась реалистичная однотемпературная модель Аррениуса химической кинетики. В качестве стационарных условий среды принимались значения термодинамических параметров на траектории гиперзвукового полета в атмосфере Марса. Для реакции диссоциации - рекомбинации с отрицательным тепловым эффектом вблизи химического равновесия в асимптотическом высокочастотном пределе показано затухание акустических возмущений. В тех же условиях на фоне неравновесной экзотермической реакции имеет место усиление, а на фоне неравновесной эндотермической реакции - затухание акустических колебаний.
|
А.К. Шевченко, С.Н. Яковенко
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия shecvchenkoanthony@gmail.com
Ключевые слова: круглая струя, вибрационное возбуждение, бифуркация струи, число Струхаля, угол расширения, численные эксперименты
Страницы: 915-939
Аннотация >>
В статье представлены результаты численного моделирования затопленной струи, истекающей из отверстия диаметром D со скоростью U, при введении механических колебаний (вибраций) сопла частотой ƒ. Применение вибрационного возбуждения приводит к бифуркации струи при числе Рейнольдса Re = DU/ν>50 в широких диапазонах амплитуды колебаний Z 0, числа Струхаля St = ƒD/U и оказывается аналогичным акустическому воздействию. Полученные оценки характерной толщины струи и угла ее расширения α, выполненные для изучения влияния параметров Z0, Re и St, позволяют выявить оптимальные значения числа Струхаля Stopt, при которых процесс расщепления оказывается наиболее выраженным. Подтверждены отмеченные ранее эффекты роста угла α с повышением амплитуды возбуждения и насыщения после некоторых пороговых значений амплитуды Z0. Полученные результаты также свидетельствуют о том, что при снижении Re возрастает пороговая амплитуда, выше которой происходит насыщение по α, и значительно падают максимально возможные значения α. Обнаружено влияние Re на оптимальное число Струхаля: при снижении Re от 3000 до 100 значения Stopt заметно падают.
|
М.А. Пахомов, В.И. Терехов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия pma41976@yandex.ru
Ключевые слова: численное моделирование, модель переноса Рейнольдсовых напряжений, вдув, пристенная газокапельная струя, испарение капель, турбулентность
Страницы: 941-946
Аннотация >>
Выполнено численное моделирование локальной структуры течения и процесса смешения при вдуве газокапельной пристенной струи в турбулентный воздушный нагретый поток. При решении используется система осесимметричных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье - Стокса (RANS) с учетом двухфазности течения. Для описания динамики и тепломассопереноса в дисперсной фазе применяется Эйлеров континуальный подход. Показано существенное влияние массовой концентрации жидкости на распределение параметров по сечению канала и тепловую эффективность. Рост тепловой эффективности достигает 30 % в начальной части канала и 200 % - в его концевой части в сравнении с однофазной воздушной пристенной струей.
|
С.В. Клинков, В.Ф. Косарев, С.Ю. Усынин, В.С. Шикалов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия klyiii@yandex.ru
Ключевые слова: холодное газодинамическое напыление, преграда, подложка, маска, порошок, сверхзвуковой двухфазный поток
Страницы: 947-960
Аннотация >>
В статье представлены результаты экспериментов и расчетов по изучению закономерностей взаимодействия высокоскоростного потока газа и частиц со сложной преградой, состоящей из подложки с установленной перед ней перегородкой, содержащей коническую сужающуюся или расширяющуюся апертуру, в условиях холодного газодинамического напыления. Численное моделирование проводилось с помощью программного пакета ANSYS Fluent в режиме движения одиночных частиц (т.е. без учета влияния частиц на параметры газового течения). Также проведено сравнение с результатами исследования взаимодействия таких потоков с преградой, содержащей цилиндрические апертуры.
|
Д.В. Гвоздяков1, А.В. Зенков1, Л.И. Мальцев2
1Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск dim2003@tpu.ru 2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск maltzev@itp.nsc.ru
Ключевые слова: диспергирование, водоугольная суспензия, пневматическая форсунка, газокапельная струя
Страницы: 961-971
Аннотация >>
Экспериментально изучены характеристики трехкомпонентных суспензионных топлив, включающих уголь, воду и пирогенетическую жидкость (побочный продукт термической переработки древесных отходов), а также исследованы процессы диспергирования полученных суспензий применительно к технологии их сжигания в энергетических котлах. Образцы суспензий для исследования получены по технологии, включающей измельчение угольной массы на шаровой барабанной мельнице, дозированное смешивание компонентов и обработку полученной смеси на роторном гидродинамическом генераторе кавитации, обеспечивающем доизмельчение угольной массы, гомогенизацию суспензии и механохимическую активацию топлива. Диспергирование суспензий производилось с использованием пневматической форсунки с внешним смешением суспензии и распыляющего агента. Средний размер капель суспензии в струе после распыления определялся при помощи интерферометрического метода (Interferometric Particle Imaging, IPI). Регистрация скорости капель осуществлялась методом цифровой трассерной визуализации (Particle Image Velocimetry, PIV). Получены характеристики газожидкостного течения, создаваемого форсункой, от первичного разрушения жидкой струи до конечного состояния спрея.
|
И.С. Цырюльников, С.В. Кириловский, С.Г. Миронов, Т.В. Поплавская
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск tsivan@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковые микроструи, колебательная неравновесность, численное моделирование
Страницы: 973-976
Аннотация >>
В статье показано, что дальнобойность равновесной микроструи SF6, нормированная на диаметр сопла, не зависит от размерной температуры торможения при сохранении четырех безразмерных параметров (нерасчетность, число Рейнольса по диаметру сопла и два температурных фактора). В отличие от равновесного случая, дальнобойность колебательно возбужденной микроструи SF6 существенно немонотонно зависит от размерной температуры торможения.
|
Ю.А. Пещенюк1,2, Г.Е. Айвазян3, Е.Я. Гатапова1,2
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия peschenyuk.yulya@gmail.com 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия gatapova@itp.nsc.ru 3Национальный политехнический университет Армении, Ереван, Армения agagarm@gmail.com
Ключевые слова: микрокапля, испарение, поле температуры, ИК-термография, скорость контактной линии
Страницы: 977-992
Аннотация >>
Исследован теплообмен при испарении капли жидкости, лежащей на нагреваемой структурированной поверхности из черного кремния и гладкого стекла с графитовым покрытием. В качестве рабочих жидкостей использовались вода и летучая диэлектрическая жидкость HFE-7100. Проведены исследования полей температур при съемке тепловизором сверху и сбоку. Исследовано конвективное течение внутри капли, вызванное эффектом Марангони. Проанализированы возникающие структуры внутри нагреваемой капли жидкости в зависимости от типа жидкости. В частности, для капель HFE-7100 подробно изучена эволюция конвективных ячеек в форме цветка. Измерены скорости движения контактной линии при испарении микрокапель.
|
В.С. Сердюков1,2, Е.А. Вячеславова3, А.И. Баранов3, И.В. Владыко1,2, О.А. Володин1
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия vsserd@gmail.com 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия i.vladyko@g.nsu.ru 3Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет им. Ж.И. Алфёрова, Санкт-Петербург, Россия cate.viacheslavova@yandex.ru
Ключевые слова: супергидрофильная поверхность, капиллярная поверхность, черный кремний, плазмохимическое травление, повышение КТП
Страницы: 993-1001
Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования капиллярного растекания жидкости по созданным методом криогенного плазмохимического травления супергидрофильным поверхностям черного кремния различной морфологии. Было подготовлено пять образцов капиллярных поверхностей, различающихся характеристиками микроструктур, включая две гибридные поверхности, комбинирующие микроструктурирование разной высоты. Исследована морфология поверхностей и характеристики их смачивания водой, включая число Wi, характеризующее капиллярное впитывание жидкости. Обнаружено, что большая высота микроструктур приводит к лучшему растеканию жидкости. Максимальные значения числа Wi достигаются на гибридных поверхностях с большей плотностью «высоких» микроструктур. Продемонстрирована перспективность использования гибридных капиллярных поверхностей для повышения величины критического теплового потока при кипении воды.
|
Г.А. Поздняков1,2, Т.И. Гареев2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича CО РАН, Новосибирск, Россия georg@itam.nsc.ru 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия t.gareev@nsu.ru
Ключевые слова: дисковый магнитогидродинамический ускоритель плазмы, наноструктуры, напыление наночастиц
Страницы: 1003-1011
Аннотация >>
Продемонстрированы процессы кристаллизации наноразмерных частиц в расширяющейся струе высокоэнтальпийной сильно неравновесной плазмы на примере титана с последующим нанесением их на поверхность. Источником плазменного потока служил дисковый магнитогидродинамический ускоритель. На вход ускорителя подавался транспортный газ с добавкой газообразных прекурсоров. Поток, генерируемый МГД-ускорителем, приобретал скорость порядка нескольких километров в секунду и истекал в вакуум. Образовавшаяся струя обтекала подложку, располагавшуюся на расстоянии порядка ширины канала от выхода ускорителя, на которой образовывалось гладкое покрытие. При отнесении подложки от ускорителя на расстояние, на порядок большее ширины канала, образовывалось покрытие, состоявшее из наноразмерных кристаллов.
|
Д.А. Самошкин, А.Ш. Агажанов, С.В. Станкус
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия d.a.samoshkin@gmail.com
Ключевые слова: эрбий, теплопроводность, температуропроводность, метод лазерной вспышки, твердое состояние, закон Видемана - Франца
Страницы: 1013-1020
Аннотация >>
Методом лазерной вспышки измерены температуропроводность и теплопроводность эрбия в твердом состоянии в интервале температур 295 - 1475 K. Получены аппроксимационные уравнения и таблица справочных значений для температурной зависимости коэффициентов переноса тепла исследованного металла. Проведено сопоставление полученных результатов с известными литературными данными. Показано, что температурная зависимость теплопроводности эрбия в основном определяется электронным вкладом.
|
О.А. Володин1, В.С. Сердюков1,2, Е.А. Вячеславова3, А.И. Баранов3, И.П. Малахов1, С.В. Конев1, И.А. Косовских1,2
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия volodin_o@mail.ru 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия vsserd@gmail.com 3Санкт-Петербургский национальный исследовательский академический университет им. Ж.И. Алфёрова РАН, Санкт-Петербург, Россия cate.viacheslavova@yandex.ru
Ключевые слова: кипение, теплообмен, критический тепловой поток, модифицированные теплообменные поверхности, черный кремний, капиллярное впитывание
Страницы: 1021-1026
Аннотация >>
В работе приведены экспериментальные данные по влиянию морфологии структуры супергидрофильной поверхности черного кремния, полученной методом плазмохимического травления, на теплообмен при кипении воды в условиях большого объема. Исследуются поверхности кремния, имеющие однородные и гибридные микроструктуры. Эксперименты по теплообмену проводились на предварительно отобранных микроструктурированных поверхностях с наилучшими характеристиками капиллярного впитывания. Показано, что критический тепловой поток (КТП) для поверхности с гибридной структурой примерно в три раза превышает КТП для гладкой кремниевой поверхности (660 кВт/м2), достигая величины 1914 кВт/м2, тогда как КТП для поверхности с однородной структурой превышает КТП для гладкой поверхности в 2,4 раза, достигая значения 1568 кВт/м2. При этом максимальный зафиксированный коэффициент теплоотдачи (КТО) поверхности с однородной капиллярной структурой, напротив, является наибольшим (77 кВт/(м2K)), до двух раз превышая значения коэффициента теплоотдачи для немодифицированной поверхности в области умеренных тепловых потоков. Поверхность с гибридной структурой демонстрирует задержку начала кипения при сравнении с результатами для гладкой поверхности, однако с дальнейшим ростом теплового потока заметно превышает КТО гладкой референсной поверхности, достигая в итоге максимального значения в 45 кВт/(м2K) в предкризисной области.
|
Р.А. Хайрулин, Р.Н. Абдуллаев, С.В. Станкус
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск kra@itp.nsc.ru
Ключевые слова: гамма-метод, плотность, тепловое расширение, расплав FLiNaK
Страницы: 1027-1032
Аннотация >>
Методом просвечивания образцов узким пучком гамма-излучения измерена плотность жидкой смеси фторидов лития, натрия и калия эвтектического состава (FLiNaK) в интервале температур от ликвидуса до 1010 K. На основании экспериментальных данных предложено уравнение зависимости плотности от температуры. Проведено сравнение полученных результатов по термическим свойствам расплава FLiNaK с литературными данными. С использованием приближения идеального раствора рассчитана температурная зависимость плотности FLiNaK в твердом состоянии и оценен скачок плотности при плавлении.
|
Е.Н. Васильев
Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск, Россия ven@icm.krasn.ru
Ключевые слова: задача Стефана, теплопроводность, температурный режим водоема, динамика ледяного покрова, вычислительное моделирование
Страницы: 1033-1044
Аннотация >>
Рассматриваются процессы теплообмена и фазовых превращений в пресном водоеме в холодный период года. Применяемая для определения температурного режима водоема и динамики ледяного покрова нестационарная вычислительная модель основана на численном решении задачи Стефана в обобщенной формулировке. Климатические условия учитываются в виде зависимостей среднесуточных значений температуры воздуха, скорости ветра, влажности и потока солнечного излучения. Проводится анализ влияния тепловых потоков и высоты снежного покрова на температурный режим водоема и динамику нарастания льда.
|
|