Главная – Журналы – Поиск по журналам

C помощью прямого численного моделирования исследуется задача о развитии одиночного теплового возмущения в ламинарном пограничном слое при числе Маха M = 1,43 при наличии градиента давления, вызванного ударной волной, распространяющейся от клина, расположенного под углом 2°. Расчеты выполнены с использованием расчетного кода HyCFS-R, разработанного в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН. Исследовано развитие возмущения в безградиентном пограничном слое, а также при прохождении зоны взаимодействия и в следе. Показано, что одиночное тепловое возмущение порождает локальный волновой пакет, с помощью спектрального анализа исследован состав пакета и его изменение при прохождении зоны взаимодействия. Проведена оценка влияния градиента давления на усиление возмущения, рассмотрен процесс его развития в зоне взаимодействия пограничного слоя с ударной волной до стадии ламинарно-турбулентного перехода. Выполнен сравнительный анализ результатов, полученных при использовании двух типов граничных условий на боковых границах расчетной области. Полученные данные показывают, что совместное воздействие теплового возмущения и ударной волны играет основную роль в дестабилизации пограничного слоя, что необходимо учитывать при решении задач управления переходом в сверхзвуковых течениях

Рассмотрен способ управления плотностью теплового потока при кипении воды при моделировании работы двухфазной системы охлаждения силовой электроники. Проблема увеличения тепловой нагрузки и, как следствие, мощности силовых приборов заключается в невозможности отвести такие тепловые потоки от силового модуля. Наиболее эффективный способ отвода теплоты - кипение - ограничен наступлением кризиса. Предложен метод упрощенного отвода пара от поверхности теплообмена с использованием адиабатных вставок. Используемые вставки позволяют дробить паровые пузыри на более мелкие, что снижает вероятность "запаривания" поверхности, кроме того, на них реализуется режим скольжения жидкости вдоль необогреваемой стенки изотермической вставки в отсутствие влияния паровых пузырей. Основной метод исследования - градиентная теплометрия. Получена зависимость локальной плотности теплового потока от температуры моделируемого силового модуля для различных шагов оребрения при использовании адиабатных вставок. Доказана эффективность предлагаемого способа управления плотностью теплового потока

Представлены результаты численного анализа процесса перехода от стационарного к колебательному режиму ламинарного течения гравитационной конвекции несжимаемой жидкости в замкнутой полости, подогреваемой сбоку, при различных числах Грасгофа и Прандтля. Показано влияние нелинейной зависимости конвективного течения от числа Прандтля на структуру течения и на его расслоение по температуре и концентрации

Численно исследовано влияние стенок трубки на лазерно-индуцированное недогретое кипение на торце тонкого лазерного волокна, помещенного в эту трубку. Показано, что в трубках, радиус которых превышает радиус пузырька в состоянии максимального расширения более чем в четыре раза, скорость кумулятивной струи, образующейся при схлопывании парового пузырька, равна скорости струи в неограниченном пространстве. При уменьшении радиуса трубки скорость струи снижается вследствие "отскока" - повторного расширения пузырька, препятствующего формированию струи. Дальнейшее уменьшение радиуса приводит к преобладанию осевого течения жидкости внутри трубки и разрушению струи. Показано влияние радиуса и длины трубки, а также длины волокна на форму пузырька и объемные расходы через концевые сечения трубки. Определены безразмерные параметры, при которых объемный расход через эти сечения достигает максимума, что особенно важно для медицинских приложений

Исследована гетерогенная керамика на основе карбида бора с добавлением диборида ванадия, полученная путем одноосного горячего прессования. В процессе спекания диборид ванадия синтезировался методом карбидоборного восстановления из оксида ванадия, что подтверждают результаты рентгенофазового анализа. Микроструктура гетерогенной керамики B₄C-VB₂ представляет собой равномерно распределенные зерна диборида ванадия в матрице карбида бора. Установлено, что при увеличении молярной доли диборида ванадия с 0 до 5 % трещиностойкость керамики увеличилась с 2,0 до 5,5 МПа⋅м^1/2

Рассматривается процесс распространения волн Лява в слое, расположенном на полупространстве, состоящем из относительно тонких слоев, с проскальзыванием на контактных границах. Контактные условия проскальзывания в мелкослоистой среде заданы линейным винклеровским условием для касательных напряжений. Такая среда описывается асимптотически точной осредненной моделью с учетом членов второго порядка по малому параметру - толщине слоев. Получены дисперсионные соотношения для волн Лява, построены типичные дисперсионные кривые и профили волн по толщине. Проведен параметрический анализ, показано отличие от случая однородного полупространства

Проведено исследование особенностей упругопластического перехода и последующего упрочнения на участке кривой до деформации 4 % в однородных образцах сплава АМг5 и в образцах со сварным швом, сформированным сваркой трением с перемешиванием. Установлено, что в зависимости от скорости деформирования упругопластический переход может реализоваться путем формирования и распространения автоволн локализованной пластичности переключения или возбуждения. Автоволны формируются на концентраторах напряжения, например на границах сварного шва

Представлено описание разработанной авторами специализированной экспериментальной установки, обеспечивающей возможность проведения исследований кровотока in vitro в участках сосудистого русла различной конфигурации с соблюдением подобия реальным гемодинамическим условиям, и приведены результаты исследования ее работоспособности. Показано, что установка имеет ряд преимуществ по сравнению с имеющимися аналогами. Она позволяет выполнять визуализацию течения и проводить измерения параметров потока в стационарном и пульсирующем режимах. Установка обеспечивает форму колебаний, соответствующую реальному изменению кровотока за период сердечных сокращений, в том числе при наличии участка антеградного течения с пиком высокой амплитуды и участка ретроградного течения (реверса расхода), обладает стабильностью и высокой воспроизводимостью заданных режимов работы. Результаты экспериментов с использованием установки могут быть использованы для валидации существующих и разрабатываемых численных моделей гемодинамики сосудистого русла

Исследуется процесс перекачивания крови по искусственному сосуду виброобъемным перфузионным насосом. Устройство представляет собой расширяющийся канал с вибрирующими стенками, в первом приближении выполненный в виде диффузора. Исследуется взаимосвязь параметров вибрации и геометрических характеристик устройства с расходом перемещаемой крови. Представлена математическая модель перфузии, включающая реологическую трехкомпонентную модель крови и двухмассовую модель колебательной системы устройства и учитывающая взаимодействие вибрирующих стенок и деформируемого сосуда с кровью

Выполнен обзор и обобщены результаты экспериментальных исследований, направленных на установление механизмов образования метана в аэробной филосфере растений и вклада растительности в глобальную эмиссию метана. До недавнего времени образование и эмиссия метана биогенными источниками связывались исключительно с деятельностью метаногенных архей, растущих в анаэробных условиях водоемов и водотоков, болот, рисовых полей и свалок, желудочно-кишечного тракта животных и термитов. Однако современные данные показывают, что возможно образование метана и не микробиологическим путем в аэробной филосфере растений. Хотя этот механизм точно не установлен, фиксируемая на примере многочисленных экспериментальных работ взаимосвязь между наблюдаемым выделением метана растениями и воздействием на растение ультрафиолетового излучения и других физиологических стрессов (изменение температуры, физическая травма растения) показывает, что это повсеместный процесс, который протекает в присутствии кислорода. Считается, что при воздействии на растения ультрафиолетового излучения и других физиологических стрессов в них инициируются химические реакции с образованием активных форм кислорода и, как следствие, с выделением некоторого количества метана из метоксильных групп растительных пектинов (а по некоторым данным, также из растительной целлюлозы и лигнина), как части процесса клеточного распада. Согласно оценкам с использованием самых разнообразных подходов, наиболее вероятный диапазон глобальной суммарной эмиссии метана растительностью составляет 20-60 Тг/год, при этом доля внекорневой эмиссии метана, связанной с ультрафиолетовым облучением пектина, не превышает 5 % от глобальной эмиссии метана растительностью, из которых ~60 % приходится на тропические широты.