Главная – Журналы – Поиск по журналам

Проведен анализ нестационарных характеристик течения, возникающего при взаимодействии продольного вихря, образующегося при вдуве струи со стенки, с турбулентным пограничным слоем. Измерения полей скорости выполнены методом PIV. Для анализа данных проводились исследования анизотропии турбулентности и характерных масштабов турбулентных структур, а также использовался метод POD. Полученные данные позволили выявить взаимовлияние турбулентного пограничного слоя и продольного вихря в зависимости от его интенсивности. Показано, что струйный вихрегенератор вызывает существенное изменение не только средних, но и нестационарных характеристик турбулентного пограничного слоя

Численно изучается напряженно-деформированное состояние несферической оболочки, возникающее при импульсном воздействии. Исследовано влияние отношений высоты эллиптических днищ к их радиусу на величину максимальных напряжений в оболочках взрывных камер. Изучена зависимость напряженно-деформированного состояния на полюсе оболочки от высоты днищ. Показано, что использование эллиптических днищ оптимальной высоты позволяет уменьшить концентрацию напряжений

Для макроскопической модели двухскоростной двухтемпературной смеси газа и дисперсных частиц получено частное решение системы уравнений в частных производных в виде монохроматической звуковой волны. Смесь моделируется в рамках подхода взаимопроникающих континуумов с релаксационными слагаемыми, описывающими обмен импульсом и тепловой энергией между несущей и дисперсной фазами. Частное решение построено методом Фурье и может быть использовано в качестве верификационного теста для численных моделей газодисперсных сред. При произвольном времени скоростной и тепловой релаксации для генерации решения необходимо численно найти комплексные корни дисперсионного соотношения, которое представляет собой полином шестой степени. В случае бесконечно малых времен скоростной и тепловой релаксации (релаксационное равновесие, которое реализуется при моделировании ультрадисперсных смесей) эталонное решение представляется в виде бегущей волны, движущейся со скоростью, равной эффективной скорости звука в газопылевой среде. Показана чувствительность эффективной скорости звука к параметрам, определяющим процессы теплообмена. В открытом доступе представлен код, генерирующий частное решение для произвольных параметров задачи

С использованием численного моделирования и аналитических методов проведено исследование электрофореза диэлектрической частицы с гидрофобной поверхностью и большой поверхностной проводимостью. Показано, что в умеренном электрическом поле при высокой плотности поверхностного заряда происходит увеличение скорости частицы, при этом вклад поверхностной проводимости значительно больше вклада длины скольжения. Аналитически получена формула для мобильности гидрофобной частицы, включающая три члена: 1) линейный член в известном соотношении Гельмгольца - Смолуховского; 2) член, выражающий вклад гидрофобной поверхности; 3) вклад поверхностной проводимости, возникающей за счет высокой плотности поверхностного заряда. Результаты представлены для малой и большой длины проскальзывания, что соответствует микро- и наночастицам. Сравнение численного и аналитического решений показало хорошее соответствие двух используемых подходов

Экспериментально изучается перенос в пористой среде растворенного в воде флюоресцентного красителя родамина Б при наличии колебаний воды. В качестве пористой среды используется прямоугольная ячейка, внутри которой расположены цилиндры, ось которых перпендикулярна плоскости ячейки. Используемая техника измерений позволяет проводить измерения скорости массопереноса родамина Б и получать мгновенное и вторичное поля скорости течений между цилиндрами. Показано, что коэффициент диффузии, обусловленный вторичным течением, изменяется линейно в зависимости от числа Пекле, вычисленного по скорости вторичного течения жидкости. В области низких безразмерных частот колебаний коэффициент эффективной диффузии и число Пекле связаны универсальным законом, а в области умеренных безразмерных частот колебаний коэффициент пропорциональности между этими параметрами увеличивается с ростом частоты колебаний

Исследуется влияние чисел Рейнольдса, статического давления и температуры потока на изменение вихревых структур в турбулентном следе за круговым тефлоновым цилиндром. Поля скорости измерялись с помощью метода PIV на гидродинамическом стенде для потока с числами Рейнольдса в диапазоне 1,75⋅10⁵ ÷ 2,84⋅10⁵. Обнаружено, что коэффициент гидравлического сопротивления цилиндра, наряду с осредненными характеристиками следа, указывает на более ранний кризис сопротивления, соответствующий шероховатым негидрофобным поверхностям. Показано, что уменьшение давления в набегающем потоке приводит к увеличению следа за цилиндром и гидравлического сопротивления. Установлено, что, несмотря на большие характеристики следа, повышение температуры обтекаемого потока приводит к уменьшению гидравлического сопротивления цилиндра, что, возможно, вызвано уменьшением рейнольдсовых напряжений на поверхности цилиндра и, соответственно, сопротивления трения

Исследован процесс пробития сеточных экранов алюминиевым ударником под различными углами. Изучен механизм дробления, связанный с внедрением проволок сетки в материал ударника. В результате проведенной серии экспериментов по пробитию тонких сеточных экранов показано, что при уменьшении интенсивности ударно-волнового дробления и с увеличением угла удара происходит фрагментация ударника за счет механизма внедрения. Выполнены оценки устойчивости защитной схемы с сеточным экраном при различных углах удара, проведено сравнение с устойчивостью схемы со сплошным экраном, оценены баллистические характеристики облака фрагментов

Экспериментально исследуется распределенная восприимчивость ламинарного пограничного слоя скользящего крыла к нестационарным вихрям набегающего потока с продольной ориентацией вектора завихренности в присутствии однородных по размаху волнистостей поверхности. Эксперименты проводились на модели 25-градусного скользящего крыла в условиях полностью контролируемых возмущений. Обнаружено, что нестационарные продольные вихри потока способны приводить к очень эффективному распределенному (в направлении течения) возбуждению нестационарных мод неустойчивости поперечного течения на комбинационных поперечных волновых числах, возникающему вследствие рассеяния вихрей на неоднородностях поверхности. Данная статья (ч. 1 настоящего исследования) посвящена описанию экспериментального подхода и его теоретического обоснования; структуры основного течения; экспериментальных свидетельств высокой эффективности исследуемого механизма восприимчивости; экспериментального подтверждения и важной роли резонанса продольных волновых чисел. Ч. 2 данного исследования посвящена экспериментальной оценке амплитуд и фаз коэффициентов распределенной восприимчивости типа вихрь - неровность в зависимости от частоты возмущений и поперечного волнового числа. В ней также получены коэффициенты восприимчивости, ответственной за возбуждение волн поперечного течения на гладкой поверхности, и проведено сопоставление относительной эффективности этих двух механизмов

Исследован процесс прохождения ударно-волнового импульса из газа в пористую среду, насыщенную пузырьковой жидкостью. Приводится описание процесса в случае одномерного плоского движения с использованием предположения о вязкоупругом поведении скелета пористой среды. Рассматривается динамика ударного импульса в пористой среде, насыщенной газожидкостной смесью, в случае когда скелет является песчаником или насыпным песком. Проводится анализ влияния параметров ударного импульса и газожидкостной смеси на динамику ударных импульсов

Проводится моделирование возмущений сверхзвукового потока в аэродинамической трубе, создаваемых двумерной неровностью на стенке рабочей части. Рассматривается случай малой высоты неровности по сравнению с толщиной турбулентного пограничного слоя на стенке. Исследования проведены с помощью численного моделирования с учетом турбулентного пограничного слоя на стенке и в экспериментах с использованием ниточного датчика термоанемометра. Изучено влияние высоты и ширины двумерной неровности и числа Маха потока на возмущения сверхзвукового потока. Установлено, что наличие двумерной неровности обусловливает возникновение в свободном потоке стационарного возмущения в виде N-волны и области с повышенным уровнем нестационарных пульсаций в широком спектре. Показано, что увеличение высоты двумерной неровности приводит к увеличению амплитуды и пространственных масштабов генерируемого в потоке возмущения. При малой ширине неровности возмущение в свободном потоке имеет форму N-волны, при ее увеличении амплитуда возмущений не изменяется, а N-волна разделяется на два скачка. Выполнено сравнение пространственных масштабов возмущения среднего течения при фиксированной геометрии неровности и числах Маха, равных 2 и 2,5