Главная – Журналы – Поиск по журналам

Численно исследована динамика частиц дисперсной фазы в турбулентном течении газа в плоских ударных волнах, скользящих вдоль твердой поверхности с выемкой трапециевидной формы. В приближении разреженной газовзвеси рассчитан подъем частиц со стенок каверны. Показано существенное влияние интенсивности проходящей ударной волны и начального расположения частиц на характеристики их подъема. Установлена немонотонность зависимости высоты подъема частицы от начальной продольной координаты и числа Маха ударной волны, а также возможность образования на дне каверны зон накопления и выноса частиц.

Сформулирована задача о расчете полей параметров ламинарного стационарного симметричного потока. Выполнены расчеты двумерного течения в канале с внезапным изменением сечения. Проанализирована эволюция трехмерного возмущения, вводимого в канал на начальной стадии расчетов. Показано, что при числе Рейнольдса Re=50 двумерный поток в канале устанавливается при безразмерном времени t > 20, а стационарное состояние в тех же условиях достигается при t ≈ 100. На расстоянии около 10h (h — ширина канала на входе) поток становится одномерным, но вследствие сжимаемости продольная компонента вектора скорости остается функцией продольной координаты канала.

В лабораторном и численном экспериментах исследована тонкая структура поля течения непрерывно стратифицированной жидкости вблизи кругового цилиндра при малых значениях числа Фруда. По двумерной модели рассчитаны параметры опережающего возмущения, поля внутренних волн и следа за цилиндром. Впервые путем численных расчетов подтверждено существование высокоградиентных прослоек плотности в следе, параллельных оси течения, обнаруженных ранее экспериментально. Результаты численных и экспериментальных исследований хорошо согласуются между собой и с аналитическими моделями в диапазоне малых значений числа Фруда.

Выполнено моделирование крупных вихрей нестационарного течения и теплообмена в области взаимодействия круглой турбулентной струи с нормально расположенной плоской преградой. Фильтрованные по пространству уравнения Навье—Стокса замыкаются RNG-моделью вихревой вязкости, в которой учитывается кривизна линий тока в области разворота потока. Расчеты проводятся для различных относительных расстояний от среза сопла до преграды и чисел Рейнольдса. Анализируется зависимость между распределением числа Нуссельта по поверхности преграды и вихревой структурой струи. Проводится сравнение локальных и интегральных характеристик потока с данными физического эксперимента.

Рассматривается стационарное течение тонкой пленки вязкой несжимаемой жидкости на вращающемся цилиндре, направление оси которого перпендикулярно направлению силы тяжести. На свободной поверхности учитывается капиллярность. Решаются уравнения тонкого слоя, полученные В. В. Пухначевым, которые зависят от числа Галилея и капиллярного числа. Равенство нулю первого параметра означает, что сила тяжести равна нулю. Если второй параметр равен нулю, то равен нулю и коэффициент поверхностного натяжения. С использованием метода коллокаций определены значения этих параметров, при которых решения существуют, а также количество решений. Численно найдено еще одно решение, соответствующее свободной поверхности каплевидной формы. Изучено изменение параметров течения при изменении числа Галилея и капиллярного числа. Численно исследовано ветвление решений.

Осуществлен подход к построению количественных характеристик неоднородности колебаний жидкости. Рассмотрена новая задача о движении включения в колеблющейся жидкости.

Численно и экспериментально исследованы два типа течений газа, возникающих вблизи быстровращающегося ячеисто-пористого диска. Для течения вокруг диска, вращающегося в свободном пространстве, определена граница стационарности и установлены тип и сценарий потери устойчивости. Переходные течения характеризуются образованием дорожки вихрей на границе выходящей струи. Численное моделирование течения при вращении ячеисто-пористого диска вблизи плоского экрана выявило возможность формирования замкнутого винтового течения, приводящего к перераспределению закрутки в зазоре между диском и плоским экраном. Результаты расчетов позволяют дать объяснение наблюдаемому в экспериментах превышению тангенциальной скорости в зазоре над скоростью вращения диска.

Рассматривается прямолинейное нестационарное движение амфибийного судна на воздушной подушке (СВПА) по поверхности водоема, покрытого мелкобитым льдом, при различных режимах изменения скорости. Анализируется влияние глубины водоема, параметров флотации и режима движения на волновое сопротивление судна. Предлагаются способы маневрирования, позволяющие повысить или понизить волновое сопротивление СВПА.

Представлены результаты экспериментального исследования обтекания турбулентным потоком плоского ребра при различных значениях угла поворота к направлению течения и высоты ребра. Угол поворота ребра к потоку изменялся в диапазоне φ = 50 ÷ 90°. Визуализированы картины вихреобразования и определены координаты линии присоединения. Показано, что с уменьшением угла φ деформируется область присоединения и усиливается трехмерность потока за ребром. При варьировании угла ориентации φ в различных продольных сечениях канала за ребром измерены коэффициенты давления. На поверхности за ребром термографическим методом и с помощью термопар определены температурные поля и по ним рассчитаны коэффициенты теплоотдачи. Проанализировано влияние угла поворота ребра к потоку и высоты ребра на динамические и тепловые характеристики отрывного течения.

Проведен теоретический анализ линейной и нелинейной устойчивостей стекания вязких пленок по волнистой стенке по отношению к возмущениям свободной поверхности. Исследования выполнены с использованием интегрального подхода в диапазонах параметров, где результаты расчетов и соответствующие решения уравнений Навье—Стокса (волновое стекание вдоль гладкой стенки и безволновое течение вдоль гофрированной поверхности) хорошо согласуются. Показано, что при небольших числах Рейнольдса существует диапазон параметров гофрирования (амплитуда и период), в котором все линейные возмущения свободной поверхности затухают. При больших числах Рейнольдса безволновое стекание неустойчиво. Определены различные нелинейные волновые режимы при изменении амплитуды гофрирования.