Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассматривается общая постановка нелинейной начально-краевой задачи нестационарного отрывного обтекания профиля потоком идеальной несжимаемой жидкости. Задача формулируется для комплексной скорости. Проведен детальный анализ условий схода вихревых следов с профиля. Предложенная система функциональных соотношений позволяет строить алгоритмы решения широкого класса задач теории крыла.

Рассмотрен плоский аналог конических течений — обтекание вершины клина невязкой несжимаемой жидкостью. Обнаружен класс плоских конических течений, когда завихренность переносится по линиям тока потенциальной составляющей скорости. Исследованы задачи о волне, “запертой” в угловой области, и о течении, ускоряющемся вдоль ребра двугранного угла. По аналогии с осесимметричным квазиконическим течением определено плоское квазиконическое течение жидкости — течение внутри и вне области, ограниченной касающимися кривыми, которые описываются степенным законом. Обнаружены условия, когда влияние завихренности и закрутки существенно. Найдено приближенное решение задачи о течении жидкости внутри “нулевого” угла.

Рассмотрена задача о конвекции вязкой теплопроводной жидкости. Предполагается, что плотность жидкости квадратично зависит от температуры и давления. Неустойчивость равновесного состояния горизонтального слоя со свободной границей по отношению к малым возмущениям изучается методом линеаризации. Обнаружено, что состояние механического равновесия является неустойчивым. Построены нейтральные кривые и найдены критические числа Рэлея. Проведено сравнение с известными результатами решения аналогичной задачи для предельного случая, когда плотность является квадратичной функцией температуры и не зависит от давления.

Предложена альтернативная колмогоровской модель кинетики фазовых превращений в веществе, находящемся в метастабильном состоянии, где велика вероятность появления большого количества зародышей в результате действия гомогенных механизмов. Показано, что использование данной модели в различных случаях позволяет получить аналитические решения как для описания процессов кристаллизации, когда плотности жидкой и твердых фаз близки, так и, например, для описания кинетики зарождения и роста пузырьков при поверхностном кипении. Решения, полученные с использованием модели Колмогорова и настоящей модели, совпадают на начальной стадии процесса, когда объемная доля новой фазы мала.

Экспериментально исследовано взрывное кипение жидкостей на пленочных нагревателях под действием импульсных тепловых потоков q=10⁸&0247;10⁹ Вт/м². Использовалась методика стробоскопической визуализации стадий кипения с временным разрешением 100 нс. Показано многообразие сценариев развития процесса взрывного кипения и найдены условия теплового воздействия (величины теплового потока, длительности и частоты повторения тепловых импульсов), при которых реализуются однократное и многократное вскипание, прерывистое кипение и кипение с образованием сложных пузырьковых структур. Отмечено, что при q>10⁸ Вт/м² гомогенное зародышеобразование является доминирующим механизмом вскипания тестируемых жидкостей.

Определены продольная и поперечная компоненты деформации поверхности плоского слоя вязкоупругого материала, приклеенного к твердому основанию, под действием бегущей волны давления. Податливость покрытия описывается двумя компонентами, соответствующими двум компонентам смещения поверхности. Безразмерные компоненты податливости зависят только от вязкоупругих свойств материала, отношения длины волны к толщине слоя λ/H и отношения скорости волны к скорости распространения сдвиговых колебаний V/C_t⁰. Представлены данные о динамической податливости в диапазонах 0,3<λ/H<30 и 0,1 < V/C_t⁰ < 10. Показано, что податливость определяется ее абсолютной величиной и фазовым отставанием деформации от давления. Проанализировано влияние вязких потерь в материале и его сжимаемости на динамическую податливость. Дано объяснение обнаруженному аномальному поведению податливости, когда скорость волны превышает некоторое предельное знаение.

Рассмотрены уравнения ориентационной механики жидких кристаллов, записанные в локальной вращательной системе координат, связанной с ориентацией директора. Получено условие, при котором решения, следующие из приближенной (одноконстантной) модели, качественно аналогичны решениям при исходной постановке задачи. Предложены уравнения, являющиеся более точным приближением к общей модели. Использование матриц при записи энергетических соотношений позволяет достаточно легко осуществлять переход в другие системы координат и исследовать более сложные модели для описания ориентационного состояния жидких кристаллов. Переход в локальную систему координат дает возможность проводить расчеты для трехмерных динамических жидкокристаллических структур на персональных компьютерах средней мощности.

Рассмотрены волновые процессы в полубесконечном стержне, находящемся в упругой среде, при воздействии сосредоточенной нагрузки, движущейся с постоянной скоростью. С использованием преобразования Лапласа по времени решена система двух дифференциальных уравнений движения теории балок Тимошенко. Полученные интегралы определены численно. Показано изменение изгибающего момента по продольной координате за фронтом упругих волн и областью действия сосредоточенной силы в различные моменты времени. Результаты решения представляют собой функции влияния.

Сформулирована задача вязкопластического динамического изгиба изотропных пластин переменной толщины. Разработан метод интегрирования поставленной начально-краевой задачи. Проведено сравнение численных результатов с известным аналитическим решением, полученным в рамках жесткопластической модели; показано, что они хорошо согласуются. Эффективность разработанного метода подтверждена численными расчетами. Показано, что за счет рационального профилирования пластин максимальную величину их остаточных прогибов можно уменьшить в несколько раз.

Конечно-разностным методом решена краевая задача о нестационарном вихревом течении вязкой несжимаемой жидкости во вращающемся с переменной угловой скоростью цилиндрическом сосуде с радиальными ребрами. Результаты решения используются для расчета движения системы твердое тело — полость с жидкостью. Проведено сравнение полученных результатов с известными экспериментальными данными.