Главная – Журналы – Поиск по журналам

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. Ч. 1 данного исследования (опубликованная в предыдущем номере журнала) посвящена описанию экспериментального подхода и его теоретического обоснования; экспериментальной установки; структуры основного течения; метода возбуждения и характеристик возмущений набегающего потока и поверхности; экспериментальных свидетельств высокой эффективности исследуемого механизма восприимчивости; экспериментального подтверждения и важной роли резонанса продольных волновых чисел при возбуждении наиболее усиливаемых мод неустойчивости поперечного течения. Ч. 2 настоящего исследования (данная статья) 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 механизмов распределенной вихревой восприимчивости и восприимчивости вихрь - неровность. Результаты сопоставляются также с теми, что были получены ранее для распределенной вихревой восприимчивости на гладкой поверхности

Исследована возможность управления обтеканием несимметричного крылового профиля Clark Z турбулентным несжимаемым потоком путем пассивного перепуска воздуха через перфорированные участки поверхности из области повышенного давления в область пониженного давления, а также путем подвода внешнего напорного потока через носовую часть крыла и последующего его отвода на нижнюю сторону крыла. Исследования проведены в диапазоне чисел Рейнольдса по хорде крыла Re_c = (0,40÷1,28) ⋅ 10⁶ и углах атаки от –6 до 6°. Показано, что рассмотренный способ управления имеет неоднозначный характер, существенно зависящий от протяженности области массопереноса, ее положения вдоль хорды крыла, угла атаки и числа Рейнольдса. Вместе с тем в некоторых случаях удается достичь снижения профильного сопротивления крыла на 4-5 % и увеличения подъемной силы, что позволяет улучшить его аэродинамическую эффективность

Приводятся результаты проведенного впервые расчетно-теоретического исследования влияния ориентированных вдоль потока прямоугольных углублений (слотов) на поверхности плоской пластины на устойчивость пограничного слоя при числе Маха набегающего потока M_∞= 2. Рассмотрены слоты различной глубины (число Рейнольдса 0 ≤ Re_h ≤ 5400) и малой ширины по сравнению с длиной волны неустойчивости. Среднее течение получено с использованием пакета вычислительной газодинамики FlowVision. В результате расчетов по линейной теории устойчивости обнаружено, что увеличение глубины слотов приводит к смещению диапазона частот, в котором пограничный слой неустойчив, в область б\'ольших частот, при этом скорости пространственного роста пульсаций становятся меньше, чем в случае пограничного слоя на гладкой поверхности, т. е. происходит стабилизация течения

Исследован механизм образования продольных вихрей в сверхзвуковой струе, истекающей из осесимметричного радиального сопла. В результате численного моделирования течения газа установлено, что эти вихри возникают при втекании газа из форкамеры во входной канал через ряд отверстий в направлении, перпендикулярном оси симметрии радиального сопла. Возникшие вихри переносятся потоком газа из входного канала в радиальное сопло, а затем в сверхзвуковую струю, истекающую из этого сопла. Результаты расчетов удовлетворительно согласуются с данными экспериментов

Предложена оригинальная методика построения модельной пористой среды. В качестве основы использована известная и широко применяемая капиллярная модель, учитывающая распределение пор по размерам. Модель пористой среды сформирована путем разбиения последней на тонкие слои, перпендикулярные предполагаемому направлению течения с отрезками капилляров, характеристики которых определяются методами стандартного исследования керна. Слои вероятностно соединяются между собой, формируя параллельные капилляры с переменным сечением. В приближении безынерционного течения рассчитывается эффективный диаметр капилляров, затем пара соединенных капилляров различного диаметра заменяется новым капилляром с эффективным диаметром. После многократного повторения такой операции исходная пористая среда оказывается замененной на пучок параллельных капилляров одинакового диаметра. Описаны теоретические аспекты, обоснованы принятые допущения и определены ограничения на применение модели. Представлены результаты расчета коэффициента абсолютной проницаемости для двух образцов горной породы, проведено их сравнение с результатами расчета коэффициента проницаемости по классической капиллярной модели. Показано, что предлагаемая модель обеспечивает более точное соответствие результатов расчетов экспериментальным данным

Теоретически обоснован способ управления дисперсностью аэрозоля за счет воздействия ультразвуковыми колебаниями различной интенсивности. Показано, что в зависимости от частоты и интенсивности ультразвукового воздействия можно инициировать в газодисперсной системе процессы укрупнения либо дробления частиц. Разработана математическая модель коагуляции и дробления аэрозольных капель в ультразвуковом поле. Впервые предложен критерий коагуляции-дробления  t_CF, представляющий собой отношение характерных времен этих процессов. Получено выражение для критического диаметра частиц, при котором характерные времена процессов будут одинаковы ( t_CF = 1)

В экспериментах получены распределения пульсаций скорости в течении Хагена - Пуазейля при различных значениях числа Рейнольдса и диаметра трубки. Показано, что распределение пульсаций продольной скорости имеет максимум на оси и не зависит от числа Рейнольдса. С увеличением числа Рейнольдса степень турбулентности в трубе уменьшается, при этом среднеквадратичное значение пульсаций растет. Установлено, что пульсации скорости (менее 2 %) в течении Хагена - Пуазейля практически не оказывают влияния на процесс истечения струй из труб большой длины

С использованием полных уравнений Навье - Стокса найдены две ветви режимов вязкого течения жидкости в виде стационарно бегущих волн между двумя гладкими поверхностями. На плоскости параметров (длина волны, число Рейнольдса) определена область существования новых решений и показано, что режимы течения, соответствующие одной из ветвей, неустойчивы. Устойчивые режимы существуют в широком диапазоне чисел Рейнольдса начиная со значений, существенно меньших числа Рейнольдса, при котором происходит потеря линейной устойчивости основного стационарного решения. Рассчитаны основные волновые характеристики решений нового типа. Для реализации этих решений требуется перепад давления, существенно больший, чем для получения основного стационарного решения, при этом происходит более интенсивная теплопередача от стенок

Выполнено численное исследование влияния возмущения, создаваемого ребром-вихрегенератором, на локальную структуру течения и турбулентность пузырькового течения в плоском канале за обратным уступом. Для описания динамики течения и тепломассопереноса в газовой и дисперсной фазах используется эйлеров подход. При решении задачи используются осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье - Стокса, записанные с учетом наличия пузырьков. Исследовано влияние концентрации, начального диаметра воздушных пузырьков и высоты ребра-вихрегенератора на структуру турбулентного течения и длину отрывной области. Наличие ребра-вихрегенератора вызывает существенный (в два раза) рост уровня турбулентности как в однофазном, так и в двухфазном пузырьковом отрывном течении. Установленное ребро оказывает заметное влияние на турбулентность в отрывном потоке (рост уровня турбулентности достигает 60 %). Добавление пузырьков приводит к уменьшению длины зоны рециркуляции (на 60 \% при ∆/H = 1/3)

Предложена модель продольно-крутильных колебаний бурильной колонны в скважине c произвольным профилем. Разработана численная схема расчета. Проведен сравнительный анализ результатов расчета и данных полевых тестов. Установлено, что главными факторами, влияющими на возникновение колебаний типа стик-слип, являются внутренняя удельная энергия разрушения породы и скорость вращения ротора. Сравнение результатов расчета с данными полевых тестов показало адекватность модели с приемлемой для практики степенью точности