Главная – Журналы – Поиск по журналам

Экспериментально исследовано влияние пассивного пористого покрытия различной протяженности на вторую моду возмущений в гиперзвуковом пограничном слое. Эксперименты проводились при обтекании под нулевым углом атаки острого конуса с полууглом раствора при вершине, равным 7º, при числе Маха набегающего потока M_∞ = 5,8 для пяти единичных чисел Рейнольдса. Одна половина поверхности модели вдоль образующей была покрыта пористым материалом, другая половина представляла собой сплошную поверхность. Измерены пульсации давления на поверхности модели. Обнаружено, что наличие пассивного пористого покрытия может приводить как к уменьшению, так и к увеличению амплитуды второй моды. Найдены значения протяженности пассивного пористого покрытия, соответствующие максимальной эффективности его воздействия на возмущения в потоке, и значения протяженности, при которых амплитуда второй моды увеличивается.

Рассмотрена задача о флаттере вязкоупругих прямоугольных пластин и цилиндрических панелей с сосредоточенными массами в геометрически нелинейной постановке. В уравнении движения пластины и панели влияние сосредоточенных масс учитывается с использованием δ-функции Дирака. С помощью метода Бубнова ‑ Галеркина задача сводится к решению системы обыкновенных нелинейных интегродифференциальных уравнений. Для решения полученной системы со слабосингулярным ядром Колтунова–Ржаницына применен численный метод, основанный на использовании квадратурных формул. Для реальных композиционных материалов в широких диапазонах значений физико-механических и геометрических параметров изучено поведение вязкоупругих прямоугольных пластин и цилиндрических панелей, определены критические значения скорости потока.

Проведен экспериментальный и численный анализ ламинарных режимов сопряженной термогравитационной конвекции в замкнутом параллелепипеде с теплопроводными стенками конечной толщины при наличии локального источника энергии в условиях конвективного теплообмена с окружающей средой. Численные исследования выполнены с использованием пакета прикладных программ "Fluent". Показано, что экспериментальные данные и результаты численных расчетов достаточно хорошо согласуются.

С использованием эйлерова и лагранжева подходов выполнено численное исследование динамики дисперсной фазы, турбулентности и теплообмена в турбулентном газокапельном потоке при резком расширении трубы в следующих диапазонах параметров двухфазного потока: начальный размер капель d₁ = 0–200 мкм, массовая концентрация капель M_L1 = 0-0.1. Основное различие эйлерова и лагранжева методов состоит в различии результатов расчетов концентрации капель: эйлеров метод предсказывает меньшее значение величины M_L как в области рециркуляции, так и в ядре течения (различие достигает 15-20 %). Показано, что значение концентрации дисперсной фазы, вычисленное с помощью лагранжева подхода, лучше согласуется с данными измерений, чем соответствующее значение, полученное с использованием эйлерова подхода.

C использованием осредненного по объему фильтра уравнения "живых сил", полученного из уравнений Навье ‑ Стокса несжимаемой жидкости, с точностью до главных членов по числу Пуазейля выведена аналитическая формула для коэффициента проницаемости в классической задаче Дарси. Показано, что полученное значение коэффициента проницаемости обратно пропорционально квадрату удельной площади поверхности и безразмерной средней скорости диссипации кинетической энергии жидкости в фильтре.

Экспериментально и теоретически исследуется модель локального взаимодействия, описывающая процесс внедрения осесимметричных ударников в песчаный грунт с постоянной скоростью. Рассмотрены два подхода к определению параметров квадратичной модели локального взаимодействия. Первый подход основан на использовании решения задачи о расширении сферической полости с учетом динамической сжимаемости и сопротивления сдвигу грунтовой среды. Во втором подходе параметры модели определяются на основе экспериментальной зависимости силы сопротивления внедрению конических ударников в песчаный грунт от скорости удара. Показано, что результаты экспериментов, двумерных численных расчетов и расчетов по модели локального взаимодействия, основанной на решении задачи о расширении сферической полости и используемой для определения максимума силы сопротивления при внедрении конических и сферических ударников, хорошо согласуются.

С использованием теории балок Тимошенко исследуются резонансные изгибные колебания двойной конусообразной консоли атомно-силового микроскопа. Изучается влияние различных параметров на частоту колебаний консоли атомно-силового микроскопа. Для решения нелинейных уравнений движения используется метод дифференциальных квадратур. Из результатов решения следует, что с увеличением параметра балки Тимошенко (с увеличением толщины консоли) резонансные частоты уменьшаются, причем наиболее существенно для мод высшего порядка. Влияние параметра балки Тимошенко на первую частоту является значительным только при малой контактной жесткости, в то время как его влияние на высшие моды существенно в широком диапазоне значений контактной жесткости. С увеличением высоты зонда влияние нормальной контактной жесткости на моды колебаний существенно в ограниченном диапазоне значений. С увеличением коэффициента, характеризующего изменение ширины консоли, частоты увеличиваются. Проведено сравнение результатов, полученных с использованием метода дифференциальных квадратур, с точным решением для консоли в форме параллелепипеда.

Разработана методика определения несущей способности ледяных нагружаемых площадок, которые моделируются идеальной жесткопластической пластиной, расположенной на несжимаемом основании. На пластину, имеющую свободно опертый или защемленный произвольный гладкий криволинейный контур, действует нагрузка, равномерно распределенная по усиленной локальной центральной области произвольной формы. Получено аналитическое выражение для предельной нагрузки. В качестве примера рассмотрена пластина в форме эллипса.

Предложен метод исследования распределения остаточных напряжений в надрезе c полукруглым профилем в полом цилиндрическом образце после опережающего поверхностного пластического деформирования, при этом в качестве исходной информации использована одна или две экспериментально определенные компоненты тензора остаточных напряжений в упрочненном слое гладкого образца. Задача решена с использованием метода конечных элементов и с учетом первоначальных пластических деформаций, которым ставятся в соответствие остаточные напряжения по законам упругости. Исследовано влияние технологии упрочнения и глубины надреза на распределение остаточных напряжений. Выполнена экспериментальная проверка разработанного метода и показано, что расчетные и экспериментальные данные о распределении напряжений по глубине слоя хорошо согласуются.

Решена задача о взаимодействии поверхностных и изгибно-гравитационных волн с вертикальной преградой в плоской постановке. Предполагается, что жидкость является идеальной несжимаемой, имеет бесконечную глубину и частично покрыта льдом. Ледяной покров моделируется упругой пластиной постоянной толщины. Определены собственные частоты и формы колебаний плавающей упругой ледяной пластины, прогиб и деформации льда, а также силы, действующие на стенку.