Высотные атмосферные разряды существенно влияют на появление и движение заряженных частиц в атмосфере Земли, в частности, негативно влияют на связь. Они отличаются разнообразием и сложностью физических процессов, поэтому их изучение привлекает исследователей из различных стран. В настоящей работе исследуется кинетика процессов с участием триплетных состояний молекулярного азота при давлениях воздуха 0,03-1 торр. Демонстрируются зависимости от давления отношений спектральной плотности энергии излучения четырех полос первой положительной системы азота к двум полосам второй положительной системы азота. Результаты моделирования и экспериментальные измерения показали увеличение отношения интенсивностей полос первой положительной системы азота к интенсивностям второй положительной системы с уменьшением давления. Установлено, что это связано с ростом скорости тушения состояния B3Пg молекулами азота с увеличением плотности атмосферы. Данные результаты объясняют причину изменения цвета красных спрайтов при уменьшении высоты над уровнем моря начиная с ~ 50 км и могут быть использованы для исследований различных разрядов в мезосфере и стратосфере.
Исследуется процесс кавитации в импульсном фокусированном ультразвуковом поле. Впервые зарегистрирована аномально длительная (до нескольких минут) задержка возникновения нестационарной кавитации относительно момента включения ультразвука. Предложена методика выбора параметров поля, обеспечивающих возможность управления динамикой развития кавитационной области
Н.П. Киселев, В.И. Запрягаев, И.Н. Кавун, Р.А. Стяжкин, А.А. Пивоваров
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия nkiselev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: недорасширенная струя, импактная струя, микроструя, преграда, режимы автоколебаний, пульсации давления
Страницы: 7-17
Выполнено исследование характеристик пульсаций давления на плоской полубесконечной преграде, на которую натекает сверхзвуковая недорасширенная струя. Число Маха на срезе сопла M а = 1, степень нерасчетности струи n = 2,1, расстояние от среза сопла до преграды h/Da = 2 ÷15 ( Da - диаметр выходного среза сопла). Показано, что тангенциальный вдув шести микроструй может приводить к существенному уменьшению пульсаций давления на преграде. Массовый расход через все микроструи составляет 0,3 % массового расхода через основную струю. Установлено, что при h/Da < 3 реализуется автоколебательный массорасходный режим взаимодействия струи с преградой, при 3 < h/Da < 8 ̶ автоколебательный режим с обратной акустической связью, при h/Da > 8 ̶ режим турбулентного апериодического взаимодействия
Рассмотрена концепция плазменно-стимулированного горения, имеющая ряд преимуществ (уменьшение времени воспламенения, улучшение смешения, стабилизация фронта пламени). Представлены результаты исследования процесса воспламенения с помощью продольного разряда постоянного тока топливно-воздушной смеси, которая инжектируется со сверхзвуковой скоростью в ядро сверхзвукового потока воздуха. Для того чтобы исключить влияние перемешивания, топливо (этилен) предварительно перемешивалось с окислителем (воздухом). Описаны спроектированные система смешения этилена с воздухом и система инжекции полученной смеси в канал тестовой секции. Для данной конфигурации установки представлены результаты моделирования течения газа в пакете FlowVision и результаты экспериментов по воспламенению топлива в сверхзвуковом потоке
Экспериментально изучаются процессы износа и разрушения сплава ВТ6 с защитным покрытием из ZrN в исходном крупнозернистом и ультрамелкозернистом состояниях при высокоскоростной динамической эрозии твердыми частицами корунда со средним размером 109, 58 и 23 мкм в воздушном потоке со скоростями 50 ÷ 250 м/с и временем экспозиции 30, 60 и 300 с. По результатам проведенных экспериментов определялись доля вязкого разрушения, глубина разрушенного слоя, изменение микроструктуры сплава вблизи эрозионной поверхности с покрытием и без него, а также весовой износ и шероховатость поверхности. Показано, что при высокоскоростном эрозионном воздействии процессы износа и разрушения сплава существенно зависят от времени экспозиции, скорости эрозии (скорости частиц абразива), размеров частиц порошка и структуры подложки
А.Г. Маликов1, И.Е. Витошкин1, Е.В. Карпов1,2, А.П. Завьялов1,3, К.В. Захарченко1,2 1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия smalik707@yandex.ru 2Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия evkarpov@mail.ru 3Центр коллективного пользования ``Сибирский кольцевой источник фотонов'' Института катализа СО РАН, Кольцово, Россия zav_alexey@list.ru
Ключевые слова: лазерная сварка, волоконный лазер, синхротронное излучение, структурно-фазовое состояние, циклические, динамические и статические характеристики
Страницы: 39-46
С использованием волоконного лазера и термической постобработки созданы высокопрочные лазерные сварные соединения сплава Al-Cu-Li. С помощью синхротронного излучения на просвет изучено структурно-фазовое состояние сварного шва до и после обработки. Получены данные о структурном и фазовом составах сварного шва как трехмерного объема. Исследовано влияние термической обработки на сопротивление усталости лазерных сварных соединений алюминиево-литиевого сплава системы Al-Cu-Li. Проведены статические механические испытания лазерных сварных соединений при нормальной, повышенной и пониженной температурах для определения прочностных и деформационных свойств системы Al-Cu-Li. Выполнены динамические испытания сварных соединений системы Al-Cu-Li на ударный изгиб методом Шарпи
С.П. Киселев, В.П. Киселев, К.А. Скороход, В.С. Шикалов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия kiselev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: титан, алюминий, метод холодного газодинамического напыления, численное моделирование, метод гладких частиц
Страницы: 47-57
Исследован механизм образования покрытия из алюминия (Al) на преграде из титана (Ti) при холодном газодинамическом напылении. Исследование структуры покрытий, полученных методом холодного газодинамического напыления, показало, что эти покрытия содержат шероховатый переходный слой, в котором атомы Al и Ti перемешаны. Сделано предположение, что формирование переходного слоя происходит при соударении микрочастицы с шероховатой преградой за счет конвективного механизма. При моделировании процесса перемешивания методом гладких частиц численно решена задача о соударении микрочастицы Al с преградой из Ti, содержащей конусообразную выемку. Показано, что в этом случае образуется кумулятивная струя Al, которая проникает в преграду из Ti, остывает, кристаллизуется и остается в ней в виде алюминиевого включения. В результате соударений большого числа микрочастиц с преградой на ней образуется переходный слой с пониженной энергией активации образования связи между атомами микрочастицы Al и преграды из Ti. Соударение микрочастиц Al с переходным слоем может приводить к их закреплению на поверхности слоя и образованию алюминиевого покрытия
А.А. Чесноков, С.К. Тарасов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия chesnokov@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: гравитационные течения, приближение Буссинеска, длинноволновые возмущения, слой смешения, уединенные волны
Страницы: 58-73
Предложена одномерная эволюционная система уравнений, описывающая в приближении Буссинеска движение тонкого придонного слоя в затопленном пространстве более легкой жидкости с учетом развития сдвиговой неустойчивости и формирования промежуточного слоя смешения. Для гидростатических течений определены скорости распространения возмущений и сформулировано понятие докритического (сверхкритического) течения. Рассмотрена стационарная задача о слое смешения. Показано, что в зависимости от числа Фруда набегающего потока формируется монотонный или волновой слой смешения. В первом случае достигается режим максимального вовлечения и стационарное решение определено на конечном промежутке. При учете негидростатичности давления в нижнем слое построены стационарные решения в форме уединенных волн второй моды, примыкающих к заданному постоянному течению. Выполнены нестационарные расчеты формирования и распространения придонных волн большой амплитуды
В.В. Маркин1, П.А. Поливанов1,2, С.Д. Саленко2, А.А. Сидоренко1 1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия markin@itam.nsc.ru 2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия polivanov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: струйный вихрегенератор, активное управление, пограничный слой, отрывное течение, вихрь
Страницы: 74-91
Выполнено экспериментальное исследование взаимодействия продольного вихря, генерируемого струйным вихрегенератором, с турбулентным пограничным слоем, развивающимся на плоской пластине. Основные измерения выполнены методом PIV. На основе этих данных получены напряжения Рейнольдса и исследован их вклад в уравнения Навье - Стокса. Анализ данных позволил получить интегральные зависимости, характеризующие влияние интенсивности продольного вихря на турбулентный пограничный слой. Установлено, что воздействие струйного вихрегенератора может приводить к уменьшению диссипации энергии в турбулентном пограничном слое
Т.Ю. Шкредов1,2, Г.В. Шоев1, А.А. Шершнев1, А.Н. Кудрявцев1,2 1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия shkredov@itam.nsc.ru 2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия alex@itam.nsc.ru
Ключевые слова: максвелловское скольжение, температурный скачок, численные методы, вычислительная гидродинамика, уравнения Навье - Стокса
Страницы: 92-109
Представлены результаты имплементации и применения граничных условий адиабатной и изотермической стенок со скольжением и температурным скачком в расчетном коде HyCFS-R для моделирования околоконтинуальных течений. Валидация проведена на задачах с внешним и внутренним течениями. В качестве внешнего течения выбрано обтекание цилиндра с юбкой T2-97, в качестве внутреннего - распространение ударной волны в длинной трубе и течение в сопле при малых числах Рейнольдса. Установлено, что в случае обтекания цилиндра с юбкой реализация граничного условия скольжения приводит к лучшему соответствию экспериментальным данным о положении точек отрыва и присоединения потока, чем условие прилипания. Показано, что в расчете с граничным условием скольжения ударная волна распространяется по длинной трубе быстрее, чем в расчете с граничным условием прилипания. Рассчитанные значения скорости распространения ударной волны удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными. В случае истечения газа из сопла применение граничного условия скольжения приводит к лучшему согласованию расчетного и экспериментального распределений температуры вдоль поверхности
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
