Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлены результаты численного исследования пространственных сверхзвуковых струй, распространяющихся в спутном потоке. Численное решение осредненных параболизованных уравнений Навье—Стокса проводилось на основе разработанной схемы, которая позволяет единообразно проводить расчеты в сверхзвуковых и дозвуковых областях течений. Исследовано течение в струях с числом Маха спутного потока 0,05≤M∞≤7,00 и показано его влияние на структуру слоя смешения. Результаты расчета сравниваются с известными экспериментальными и численными данными.

Методом прямого статистического моделирования исследовано сверхзвуковое обтекание цилиндра в широком диапазоне значений степени разреженности: от режимов, близких к сплошному, до свободномолекулярного обтекания. Исследовано влияние коэффициента аккомодации на течение вблизи цилиндра и теплообмен между обтекающим газом и цилиндром.

В рамках нелинейной энергетической теории устойчивости сжимаемых течений построен энергетический функционал, приводящий к разрешимой вариационной задаче для определения критического числа Рейнольдса ламинарно-турбулентного перехода Re_cr. Для течения Куэтта сжимаемого газа получены асимптотические оценки устойчивости различных мод, содержащие в главном порядке характерную зависимость Re_cr∼&sqrt;α+4/3 (α= η_b/η). Рассмотренные асимптотики являются длинноволновыми приближениями. Это позволяет заключить, что полученная зависимость описывает воздействие объемной вязкости на крупномасштабные вихревые структуры, характерные для развития неустойчивости Кельвина—Гельмгольца.

Разработаны математическая модель и метод расчета газокапельной турбулентной струи, учитывающие скоростную неравновесность и присоединенную массу конденсированной фазы при турбулентных пульсациях, а также тепломассообмен в рамках трехтемпературной схемы. Проведены методические расчеты, результаты которых удовлетворительно согласуются с имеющимися экспериментальными данными. Численно исследована структура газокапельной турбулентной струи в спутном скоростном высокотемпературном потоке газа. Установлено, что соотношение интенсивностей межфазного тепломассообмена и турбулентных диффузионных переносов субстанций для начального, переходного и основного участков струи различно. Это различие обусловливает немонотонность осевого распределения плотности пара и линий половинного расхода конденсированной фазы.

Моделируется движение и тепломассообмен частиц дисперсной примеси в неизотермических струях газа и низкотемпературной плазмы с учетом миграционного механизма движения примеси под действием силы турбофореза и влияния турбулентных пульсаций скорости струйного потока на тепломассообмен частицы. Распределение температуры внутри частицы на каждом шаге по времени находится из решения уравнения нестационарной теплопроводности. Закономерности рассеивания примеси, а также плавления и испарения индивидуальной частицы исследуются в зависимости от скорости инжекции и способа ввода частиц в струйный поток. Результаты расчетов сравниваются с данными, полученными без учета влияния турбулентных пульсаций на движение и тепломассообмен дисперсной фазы.

В рамках модели плоского нестационарного движения идеальной несжимаемой жидкости получены простые формулы для расчета давления и суммарных гидродинамических реакций, действующих на контур при его произвольном движении. С контура могут сходить несколько вихревых следов, обусловленных изменением циркуляции скорости вокруг контура. Рассматриваются случаи разомкнутого и замкнутого контуров.

На основе аналитической и численной моделей изучено перемешивание влажного пара с газом. В автомодельной постановке решена одномерная задача диффузионного перемешивания, сопровождаемого фазовыми переходами. Проанализированы варианты перемешивания пара с холодным и теплым газом, а также с перегретым паром. В трехмерной постановке проведено численное моделирование распространения в атмосфере залповых выбросов, содержащих водяной пар и конденсат. Изучена эволюция гидродинамических, концентрационных и температурных полей в зависимости от начальных параметров выбросов (температуры и влагосодержания), а также от параметров окружающего воздуха.

Рассмотрена задача о течении газоконденсатной смеси вблизи эксплуатационной скважины c трещиной гидроразрыва. В матрице течение полагается трехмерным, на трещине — двумерным. Показано, что для установившегося течения задача расщепляется на физико-химическую (о фазовых переходах) и фильтрационную (об определении поля давлений). Построены численные решения для прямоугольной трещины с конечной и бесконечной проводимостью.

Рассмотрены особенности образования газовых гидратов при инжекции газа в пористую среду, в исходном состоянии заполненную газом и водой. Построены автомодельные решения осесимметричной задачи, описывающие распределения основных параметров в пласте. Показана возможность существования решений, согласно которым образование газогидрата может происходить как на фронтальной поверхности, так и в объемной области.

Построена математическая модель задачи о движении нагрузки по ледяному покрову с трещиной. Приведены примеры расчета прогибов ледяного покрова и выполнен анализ их результатов.