Главная – Журналы – Поиск по журналам

Изучается поведение касательной к свободной границе компоненты скорости частиц расплава кремния при бестигельной зонной плавке в магнитном поле. Показано, что неучет конвективных членов в скин-слое, примыкающем к свободной границе, приводит к ошибочным результатам: касательная скорость не может выйти на постоянное значение при движении по нормали к свободной границе, что в свою очередь приводит, как показано ранее при полном решении задачи, к уменьшению на порядок характерной скорости частиц расплава вне скин-слоя.

Для учета сертификационных режимов в задачах оптимизации мотогондолы двухконтурного турбореактивного двигателя создана методика численного определения характеристик воздухозаборника в режиме работы двигателя при наличии бокового ветра. Исследованы особенности течения и аэродинамические характеристики воздухозаборника в этих режимах. Для валидации расчетной методики, основанной на решении системы уравнений Навье-Стокса, осредненных по Рейнольдсу, проведены эксперименты в аэродинамической трубе. Для моделирования ламинарно-турбулентного перехода в расчете использована γ-модель турбулентности Ментера, учитывающая сжимаемость газа.

Одним из основных методов поиска месторождений газовых гидратов является акустический каротаж. Поскольку для корректной обработки и интерпретации данных сейсморазведки необходимо знать акустические свойства пород, содержащих гидрат, исследуется распространение волн в такой среде. Скелет среды считается состоящим из зерен, сцементированных газовым гидратом, и моделируется однородной твердой фазой с эффективными параметрами. Модули упругости составного скелета пористой среды вычисляются по заданным модулям упругости материала зерен и гидрата с помощью стандартной методики. В рамках двухскоростной модели пористой среды рассчитаны скорости и коэффициенты затухания линейных волн. Проведено сравнение полученных расчетных данных с имеющимися в литературе экспериментальными данными о скоростях звука в гидратосодержащих пористых образцах. Изучено влияние характеристик основной породы, насыщающего флюида и степени заполнения порового пространства газовым гидратом на особенности распространения линейных волн.

Шунтирование широко используется при лечении сердечно-сосудистых патологий. Рассматривается проблема оптимального расположения церебрального сосудистого анастомоза. Построена электрическая схема рециркуляции крупных сосудов головного мозга, оптимальные параметры которой определяются численно с помощью методов роевого интеллекта. В качестве целевой функции оптимизации выбрана величина давления после проведения шунтирования по сравнению с давлением до операции. Данный метод впервые использовался при решении проблемы формирования церебральных сосудистых анастомозов. Показано, что полученные результаты хорошо согласуются с данными реальных операций.

Исследуется динамика тонкой присоединенной каверны, образовавшейся в результате мгновенной остановки (удара) кругового цилиндра в возмущенной жидкости. Течение жидкости в момент, непосредственно следующий за ударом, и первоначальная зона отрыва определяются с использованием классической модели удара с отрывом. Для изучения процесса схлопывания каверны применяется прямой асимптотический метод, в котором разложения основных гидродинамических характеристик ведутся по малому параметру, равному безразмерному ускорению цилиндра до удара. В главном асимптотическом приближении формулируется задача с односторонними ограничениями, из решения которой определяется движение точек отрыва и описывается процесс схлопывания тонкой каверны. С учетом специальных уравнений пограничного слоя проводится анализ внутренней свободной границы жидкости.

Теоретически изучено поведение капель жидкости, находящихся между волокнами. С использованием предложенной модели показано, что капля жидкости, находящаяся между волокнами, может иметь три равновесные формы: бочкообразную, форму моста и форму столба. Установлено, что для капель малого объема переход от формы столба к форме моста и наоборот является обратимым. Для капель большого объема возможны переходы двух типов: переход от формы столба к форме моста в случае волокон, расположенных на достаточно большом расстоянии друг от друга, и переход от формы моста к бочкообразной форме, а затем к форме столба в случае близкорасположенных волокон. Для капель большого объема исследовано явление гистерезиса при различных расстояниях между волокнами. Показано, что полученные результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Проведено численное моделирование термогидравлических характеристик потока в гофрированных каналах с ребрами различной геометрии при их различном расположении. Моделирование выполнено в широком диапазоне чисел Рейнольдса. Исследовано влияние параметров шероховатости (ширины ребра, расстояния между ребрами, высоты ребра) и геометрии ребер на термогидравлические характеристики канала.

Рассмотрена задача об отборе (или закачке) жидкости из пласта в скважину при наличии трещины гидроразрыва пласта, перпендикулярной стволу скважины, в режиме постоянного перепада давления между устьем и пластом. Получены аналитические решения, описывающие эволюцию давления в трещине и расхода флюида в скважину. С использованием метода последовательной смены стационарных состояний построены приближенные решения. Проведено сравнение точных и приближенных решений задач для определения полей давления в трещине и объемного расхода жидкости из скважины в трещину и показано, что они практически совпадают (относительное различие не превышает 1-2 \%). При этом время расчета по приближенным решениям существенно уменьшается. Это способствует созданию эффективных алгоритмов расчета для переходных режимов функционирования скважины в пластах с осложненными коллекторскими характеристиками. Проанализировано влияние коллекторских характеристик пласта и трещины на эволюцию давления в трещине и расхода жидкости в скважину.

Представлены результаты моделирования процесса нестационарной фильтрации жидкости в пласте, вскрытом скважиной, которая по всей толщине пласта пересекается вертикальной трещиной гидроразрыва конечной длины. С использованием метода интегральных преобразований Лапласа построено аналитическое решение системы уравнений, описывающей фильтрацию жидкости в пласте и трещине. На основе анализа полученных решений установлены основные характерные особенности исследуемого процесса фильтрации в системе пласт - трещина.

Представлен вариант холодильника-излучателя из алюминиевого сплава с антиметеороидной защитой трубки с теплоносителем в виде бампера, являющегося излучающей поверхностью. Разработана приближенная методика расчета стационарного теплового состояния и потерь давления в устройстве. Изготовлен макетный образец, проведены его испытания. Показано, что расчетные и экспериментальные данные хорошо согласуются. Выполнен расчетный анализ эффективного (параметр эффективности равен 3,27 кг/м²) защищенного (вероятность неповреждения в течение двух лет равна 0,97) устройства из алюминиевого сплава мощностью 570 кВт при охлаждении теплоносителя с 250 до 110 ^oC.