В условиях модельного эксперимента в пограничном слое прямого крыла в областях потока, предшествующих фронтам продольных структур, получены волновые пакеты вЋЇ предвестники. Исследован характер нестационарного течения в области фронтов продольных структур. Предложена модель формирования и развития фронтов. Показано, что градиент давления внешнего течения является обязательным условием для нарастания предвестников. Кроме того, исследована пространственная геометрия предвестников и ее динамика в процессе развития волнового пакета вниз по потоку.
Представлены результаты параметрических расчетов суммарных тягово-аэродинамических характеристик и характеристик разгона малоразмерного высокоскоростного летательного аппарата с воздушно-реактивным двигателем. Определены интегральные параметры разгона от числа Маха полета в диапазоне М = 4Г·7: время, потребный расход топлива и дальность. Рассмотрена схематизированная конфигурация аппарата, позволившая исследовать влияние таких основных параметров, как форма носовой части аппарата, углы наклона поверхностей сжатия струи, захватываемой воздухозаборником, углы наклона внешних аэродинамических поверхностей планера, относительная площадь в плане консолей крыла, относительная площадь выходного сечения сопла. Проведенная сравнительная оценка влияния этих параметров показывает возможности улучшения характеристик разгона аппарата рассматриваемого типа.
Методами баллистического моделирования изучены аэродинамические характеристики острого конуса с полууглом 15° в диапазоне чисел Маха 0,5в€’3,7, рассчитанные в предположении их почти
линейного поведения при углах атаки до 10°. По прямотеневым снимкам измерены и проанализированы геометрические характеристики ближнего следа в охваченном транс- и сверхзвуковом диапазоне. Они дают основу для полуэмпирического расчета интегральных параметров донной каверны: давления, плотности, температуры.
Приведены результаты численного моделирования двумерных течений с большими градиентами давления в широком диапазоне параметров набегающего потока (М = 2-4, Re = 5-30⋅106 1/м) и интенсивности возмущающих факторов. Расчеты проводились с использованием осредненных нестационарных уравнений Навье - Стокса вязкого теплопроводного газа. Численно исследовалась структура турбулентного пограничного слоя при его прохождении через одиночный скачок уплотнения и систему скачков уплотнения различной интенсивности, расположенных на фиксированном расстоянии друг от друга. В случае прохождения пограничного слоя через систему скачков уплотнения исследовалось влияние первого взаимодействия на структуру и отрывные свойства пограничного слоя за вторым скачком. Показано, что наличие предварительного скачка уплотнения улучшает способность пограничного слоя противостоять отрыву перед областью повторного взаимодействия.
В основе решения нестационарных уравнений Рейнольдса (URANS), замкнутых с помощью дифференциальных уравнений переноса сдвиговых напряжений (MSST), рассчитываются эволюция вихревой структуры в квадратной каверне с подвижной крышкой и нестационарный турбулентный теплообмен в воздушной среде при поддержании постоянных температур горячей подвижной и холодных неподвижных стенок (Re = 5Г—10). Анализируются фазы развития динамического и теплового процессов.
Экспериментально исследованы особенности ламинарного диффузионного пограничного слоя на проницаемой поверхности при изотермическом вдуве гелия в поток воздуха. Измерения распределений концентраций гелия, азота и кислорода показали, что соотношение объемных долей N к О по толщине пограничного слоя изменяется. При больших интенсивностях вдува гелия в воздух наблюдается отличие от бинарной диффузии, описываемой законом Фика. Оценки также показали, что в пограничном слое с инородным вдувом возможны проявления эффектов многокомпонентной диффузии.
Предложена физико-математическая модель и выполнены численные исследования процессов деформации и неравновесной кристаллизации жидкой капли металла с модифицирующими тугоплавкими твердыми нановключениями при ее соударении с твердой подложкой в условиях, характерных для газотермического, в том числе плазменного, нанесения покрытий. Проведен анализ формирования сплэтов в зависимости от температуры подложки.
Построена математическая модель динамики пузырька, в которой изменение формы межфазной поверхности представляется в виде ряда по сферическим гармоникам, а соотношения записываются
с точностью до квадрата амплитуды искажения сферической формы пузырька. На режимах колебаний, близких к периодической сонолюминесценции отдельного пузырька в стоячей акустической волне, изучен характер колебаний воздушного пузырька в воде в зависимости от его начального радиуса и амплитуды изменения давления жидкости. Установлено, что за границей области линейно-устойчивых сферических колебаний могут иметь место несферические колебания ограниченной амплитуды. При этом наблюдаются как колебания с периодом, равным одному или нескольким периодам изменения давления жидкости, так и апериодические колебания. Показано, что пренебрежение искажениями
в виде сферических гармоник с большими номерами ( > 3) может приводить к смене режимов колебаний. При этом влияние искажений на форму поверхности пузырька для гармоник с > 8 незначительно.
Представлены результаты экспериментальных исследований влияния акустических резонаторов на акустические и тяговые характеристики прямоточной эжекторной камеры сгорания при вибрационном горении водорода. Применялись резонаторы, имеющие одинаковое горло и разные диаметры
полостей. Показано, что для имеющих одинаковые объемы резонаторов наибольшие тяговые характеристики достигаются в том случае, если диаметр полости мало отличается от диаметра горла резонатора.
В.В. Кузнецов, С.П. Козлов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск Новосибирский государственный университет, vladkus@itp.nsc.ru
Страницы: 541-549
Проведено численное моделирование течения реагирующей смеси паров метанола и воды в двумерном плоском микроканале при активировании химических превращений на стенке канала. Моделирование проводилось в рамках уравнений Навьев€’Стокса для ламинарного течения многокомпонентного сжимаемого газа. Исследована взаимосвязь тепловых, диффузионных и физико-химических процессов в условиях сильной эндотермической реакции и распределенного внешнего подвода тепла
по длине канала. Показано, что существенным является не только количество подведенного к зоне реакции тепла, но и способ его подвода по длине канала, что позволяет оптимизировать компактный реактор для получения водорода.
