Главная – Журналы – Поиск по журналам

Предложена одномерная эволюционная система уравнений, описывающая в приближении Буссинеска движение тонкого придонного слоя в затопленном пространстве более легкой жидкости с учетом развития сдвиговой неустойчивости и формирования промежуточного слоя смешения. Для гидростатических течений определены скорости распространения возмущений и сформулировано понятие докритического (сверхкритического) течения. Рассмотрена стационарная задача о слое смешения. Показано, что в зависимости от числа Фруда набегающего потока формируется монотонный или волновой слой смешения. В первом случае достигается режим максимального вовлечения и стационарное решение определено на конечном промежутке. При учете негидростатичности давления в нижнем слое построены стационарные решения в форме уединенных волн второй моды, примыкающих к заданному постоянному течению. Выполнены нестационарные расчеты формирования и распространения придонных волн большой амплитуды

Выполнено экспериментальное исследование взаимодействия продольного вихря, генерируемого струйным вихрегенератором, с турбулентным пограничным слоем, развивающимся на плоской пластине. Основные измерения выполнены методом PIV. На основе этих данных получены напряжения Рейнольдса и исследован их вклад в уравнения Навье - Стокса. Анализ данных позволил получить интегральные зависимости, характеризующие влияние интенсивности продольного вихря на турбулентный пограничный слой. Установлено, что воздействие струйного вихрегенератора может приводить к уменьшению диссипации энергии в турбулентном пограничном слое

Представлены результаты имплементации и применения граничных условий адиабатной и изотермической стенок со скольжением и температурным скачком в расчетном коде HyCFS-R для моделирования околоконтинуальных течений. Валидация проведена на задачах с внешним и внутренним течениями. В качестве внешнего течения выбрано обтекание цилиндра с юбкой T2-97, в качестве внутреннего - распространение ударной волны в длинной трубе и течение в сопле при малых числах Рейнольдса. Установлено, что в случае обтекания цилиндра с юбкой реализация граничного условия скольжения приводит к лучшему соответствию экспериментальным данным о положении точек отрыва и присоединения потока, чем условие прилипания. Показано, что в расчете с граничным условием скольжения ударная волна распространяется по длинной трубе быстрее, чем в расчете с граничным условием прилипания. Рассчитанные значения скорости распространения ударной волны удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными. В случае истечения газа из сопла применение граничного условия скольжения приводит к лучшему согласованию расчетного и экспериментального распределений температуры вдоль поверхности

Экспериментально исследована структура восходящего пузырькового течения в наклонной трубе с круглым сечением. Профили локального газосодержания получены с использованием точечного датчика электропроводности. Напряжение трения на стенке трубы определялось с помощью электродиффузионного метода. Показано существенное влияние ориентации трубы на локальные характеристики газожидкостного течения. В верхней части наклонной трубы происходит значительное увеличение концентрации газовой фазы, что приводит к увеличению максимальных значений локального газосодержания вблизи стенки и к увеличению напряжения трения на стенке по сравнению с однофазным течением. Наиболее существенное увеличение трения происходит при углах наклона от 40 до 60°.

Рассматриваются математические модели длинноволнового приближения для трехслойной жидкости с учетом перемешивания и вовлечения на границах раздела слоев. Данные нелинейные модели используются для описания изменения характера неоднородных потоков при прохождении над локализованными возвышениями дна. Сравнение результатов численных расчетов с данными натурных измерений показывает, что модели адекватно воспроизводят структуру шельфовых и глубоководных течений, в которых происходит расщепление потока с последующим утолщением пассивного промежуточного слоя и образованием интенсивной присклонной струи за препятствием

На основе сформулированной математической модели проведены численные эксперименты, в которых исследовалась деградация многолетнемерзлых пород, содержащих лед, скопления метастабильных консервированных газогидратов и свободного газа, при тепловом и солевом воздействии растворов с учетом осмотического эффекта. На основе многовариантных расчетов изучены закономерности и скорость деградации мерзлоты и разгрузки метана. Проведено сравнение некоторых данных полученных с использованием модели с соответствующими экспериментальными данными, которое показало, что они хорошо согласуются

На основе уравнений фильтрации рассматривается задача о закачке CO₂ в вязкоупругую пористую среду. Исследована двумерная задача о деформации пористого скелета с учетом изменения пористости. Для модельной системы уравнений в тонком слое построено точное решение начально-краевой задачи

Рассматривается инициирование наклонной краевой трещины смешанного типа (моды I и II разрушения) в тонкой полосе из листовой стали под действием растягивающих нагрузок. В процессе прокатки первоначально изотропный листовой металл, как правило, приобретает значительную анизотропию, характеризующуюся различием пластических свойств в направлении прокатки и поперечном направлении. Для описания пластической анизотропии используется квадратичный критерий пластичности Хилла. Процесс разрушения таких материалов описан с помощью модифицированной модели Леонова - Панасюка - Дагдейла. При сложном нагружении траектория трещины искривляется, поэтому угол излома траектории определяется с использованием силового интегрального критерия прочности. В асимптотических представлениях компонент напряжений в окрестности вершины трещины учитываются несингулярные слагаемые ( T-напряжения). Для получения критических параметров разрушения полосы с наклонной краевой трещиной предложен двухпараметрический критерий прочности. Проведен анализ параметров, входящих в полученную аналитическую модель. Безразмерные геометрические параметры конструкции найдены численно методом конечных элементов. Получена система двух нелинейных уравнений относительно критической длины зоны предразрушения и критической нагрузки в случае сложного напряженного состояния. С использованием критерия пластичности Хилла определены форма и размеры зоны пластичности в окрестности вершины трещины в пластически анизотропном материале

Приведены и обсуждаются результаты вычислений полей сплошности и напряжений (в связанной постановке) вблизи фронта трещины в условиях ползучести, выполненных методом конечных элементов, для определения асимптотических распределений напряжений и сплошности (поврежденности) вблизи края разреза. Для различных значений материальных постоянных определена форма области поврежденности материала при ползучести, развивающейся перед вершиной разреза. В результате анализа полученных в расчетах с использованием метода конечных элементов радиальных распределений напряжений установлено, что процесс аккумуляции повреждений обусловливает изменение асимптотического поведения напряжений вблизи вершины трещины в материале, описываемом степенным определяющим уравнением. Показано, что в отсутствие накопления повреждений численное решение задачи выходит на асимптотику Хатчинсона - Райса - Розенгрена, тогда как учет процесса аккумулирования повреждений влияет на поле напряжений вблизи выреза или трещины. Использование конечно-элементных радиальных распределений напряжений и сплошности позволяет установить характерные размеры областей доминирования различных асимптотик вблизи вершины трещины

Проведено физическое моделирование процесса формообразования панели из сплава АК4-1 (Al-Cu-Mg) в условиях ползучести при температуре отжига T = 420 °C. Процесс формообразования имитировался растяжением при ползучести круглых цилиндрических образцов до различных значений деформации, не превышающих 6 %. В результате испытаний получены параметры классической модели Бойла - Нортона для установившейся ползучести. В соответствии с технологическим процессом формообразования в условиях ползучести для восстановления прочностных свойств панели проведена термообработка образцов (закалка и старение). Напряжения для испытаний на усталость определялись путем ступенчатого циклического нагружения с увеличением амплитуды напряжений. Испытания прекращались при возникновении пластических деформаций. Проведено сравнение характеристик сопротивления усталостному разрушению образцов в состоянии поставки, образцов, растянутых при ползучести и после термообработки, и образцов с нулевой деформацией ползучести после термообработки. Показано, что накопленная образцами деформация ползучести, превышающая 2 %, может вызвать уменьшение их усталостных характеристик по сравнению с характеристиками образцов в состоянии поставки