Главная – Журналы – Поиск по журналам

Исследуется процесс перехода фильтрационного реагирующего течения в среде с двойной пористостью в автоколебательный режим. Устойчивость течения изучается с использованием численных методов решения уравнений многофазной фильтрации. Исследуется область развития автоколебаний при различных значениях внешних параметров системы и свойств реагентов.

С помощью численных и экспериментальных методов исследованы аэродинамические характеристики лабораторного образца, представляющего собой цилиндр с активным ротационным элементом - дефлектором, который можно использовать в качестве рабочего силового элемента-лопасти ветроэнергетической установки. Численное моделирование выполнено в программном комплексе Ansys Fluent на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса, дополненных реализуемой (κ-ε)-моделью турбулентности. Для проведения экспериментальных исследований на основе результатов численного моделирования создан лабораторный образец с цилиндром длиной 205 мм и диаметром 50 мм и дефлектором диаметром 100 мм. Проведен сравнительный анализ аэродинамических характеристик образца, полученных численно и экспериментально, а также выявлены особенности аэродинамического обтекания исследуемого образца потоком воздуха.

Аналитически исследована двумерная стационарная линейная модель течений, возникающих в устойчиво (нейтрально) стратифицированной среде над термически неоднородной плоской наклонной поверхностью. На нижней границе заданы отклонения температуры, гармонически зависящие от поперечной к склону горизонтальной координаты. Получены явные аналитические решения, позволяющие проанализировать закономерности возникающих плотностных течений. Показано, что эти течения могут качественно различаться в зависимости от соотношения величины угла наклона нижней границы и аналога числа Рэлея, в выражение для которого в качестве пространственного масштаба входит горизонтальный масштаб области термической неоднородности. Установлен соответствующий критерий различия данных течений.

Теоретически исследовано отражение и прохождение гармонических волн на границе между пузырьковой жидкостью и пористой средой, насыщенной этой жидкостью. Изучено влияние параметров системы на коэффициенты отражения и прохождения через границы раздела двух сред. Установлено, что для границы пузырьковая жидкость - пористая среда, насыщенная пузырьковой жидкостью, существует диапазон частот, в котором отражение происходит так же, как от свободной поверхности, а обратное отражение - как от жесткой стенки.

Получены выражения для скорости высвобождения энергии деформации в многослойной неоднородной балке при наличии в ней трещины расслоения. Поведение материала балки, неоднородного по ее толщине, описывается соотношениями нелинейной ползучести. Для проверки точности решения используется J -интеграл. Исследовано изменение скорости высвобождения энергии деформации со временем в условиях нелинейной ползучести.

Рассматривается решение задачи о флаттере пластины при смешанных граничных условиях. Математическая постановка задачи позволяет учитывать произвольные направления вектора набегающего потока. Для численного решения задачи предлагается использовать численный алгоритм без насыщения, который на редкой сетке позволяет с достаточной точностью определять критическую скорость флаттера. Представлены результаты расчетов для четырех материалов (титана, стали, алюминия, дюралюминия). На основе результатов расчетов получены аналитические зависимости критической скорости флаттера от направления вектора набегающего потока, а также от безразмерной скорости звука в пластине и толщины пластины. Приводятся собственные формы колебаний Re(φ), соответствующие критической скорости флаттера.

Предложена технология получения гибридных нанокомпозитных материалов с алюминиевой матрицей 7075-Т6 и наполнителем в виде наночастиц. Представлен обзор экспериментальных данных, компьютерных и теоретических моделей процессов зарождения трещин. Выявлены механизмы зарождения микротрещин под действием одноосной растягивающей нагрузки. Для исследования разрушений нагруженных нанокристаллических материалов и определения их механизмов предложена модель, описывающая процесс образования и роста нанотрещин вблизи вершин эллиптических трещин в гибридном нанокомпозитном материале. С использованием параметров смоделированной трещины получены зависимости между приложенной силой и длиной трещины.

Проведено исследование изменения динамических вязкоупругих свойств силиконовой резины при добавлении малой доли (0,05; 0,10 %) однослойных углеродных нанотрубок. В области линейной деформации выполнены измерения модуля упругости и коэффициента потерь. Установлено, что добавление нанотрубок и старение материалов приводят к увеличению модуля упругости, а коэффициент потерь может как увеличиваться, так и уменьшаться.

Рассмотрены задачи, описывающие процесс получения остаточного угла закручивания стержня в условиях ползучести с учетом упругого восстановления после снятия нагрузок. Предполагается, что для формируемого участка задается постоянный погонный угол закручивания, т. е. участок находится в условиях чистого кручения, без стеснения торцов стержня. Считается, что деформации и напряжения зависят только от времени и двух пространственных координат в плоскости поперечного сечения стержня. Рассмотрены прямые и обратные задачи о кручении стержня с прямоугольным и уголковым поперечными сечениями в различных кинематических режимах ползучести. Скорость угла закручивания в течение всего процесса деформирования задается постоянной. Предложена методика численного расчета на основе метода конечных элементов, позволяющая получать жесткостные характеристики сечения при кручении в случае ползучести. Показано, что минимальный уровень остаточных напряжений наблюдается в релаксационном режиме деформирования. Для стержня с поперечным сечением уголкового типа найдены режимы, в которых существенно уменьшаются напряжения в области их концентрации.

Представлены результаты экспериментального исследования столкновения частиц пластика диаметром 1,5; 2,0; 2,5 мм с неподвижным пузырьком воздуха диаметром 5,5 мм в деионизированной воде. Установлено, что размер частиц оказывает существенное влияние на скорость частиц и время скольжения их по поверхности пузырька. По мере увеличения диаметра частицы скорость ее скольжения по поверхности пузырька увеличивается, и частица быстро отделяется от нее. Исследовано влияние на процесс столкновения силы сопротивления, капиллярной силы, давления, сил тяжести и плавучести, действующих на частицы. Установлено, что частица остается на поверхности пузырька, в случае если капиллярная сила является доминирующей. Изучено влияние трехфазной контактной линии на капиллярную силу и давление. Для классификации режимов столкновения частицы с пузырьком предложено использовать модифицированное число Бонда.