Экспериментально исследована задача о гидродинамических нагрузках, возникающих при взаимодействии уединенной внутренней волны малой амплитуды с погруженным круговым цилиндром в двухслойной системе смешивающихся жидкостей. Получена зависимость коэффициента прохождения внутренней волны от положения центра цилиндра относительно пикноклина и отношения диаметра цилиндра к толщине слоев жидкости. Изучено влияние толщины пикноклина и заглубления центра цилиндра на величину гидродинамических нагрузок. Выполнена визуализация структуры течения.
Аналитически и численно исследована динамика трехмерных возмущений границы раздела двух слоев жидкости различной плотности. Выведено эволюционное интегродифференциальное уравнение, учитывающее длинноволновые вклады инерций слоев и поверхностного натяжения, малую, но конечную амплитуду возмущений границы раздела двух несжимаемых несмешивающихся жидкостей, слабые наклоны крышки и дна, а также нестационарные силы трения на всех границах. Получены численные решения данного модельного уравнения для нескольких (наиболее характерных) нелинейных задач трансформации плоских и пространственных волн.
Р. В. Мукин, А. И. Осипов, А. В. Уваров
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 119992 Москва; verby@yandex.ru, osipov@phys.msu.ru, uvarov@phys.msu.ru
Страницы: 58-64
Решена задача о взаимодействии малых гидродинамических возмущений с неравновесной областью в потоке газа для различных моделей накачки энергии. Рассмотрены одномерный и двумерный случаи взаимодействия. Найдена область значений параметров системы, при которых взаимодействие происходит резонансно (наблюдается существенное усиление возмущений). Показано, что при взаимодействии вихревых возмущений с неравновесной зоной генерируются тепловые волны.
В. Н. Ветлуцкий, В. Л. Ганимедов, М. И. Мучная
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск; vetl@itam.nsc.ru, ganim@itam.nsc.ru, mim@itam.nsc.ru
Страницы: 65-77
В рамках модели Прандтля рассмотрено двухфазное течение в до-, транс- и сверхзвуковой частях сопла при больших числах Рейнольдса, т. е. весь поток разбивался на невязкое ядро и тонкий пограничный слой. Учитывалось взаимное влияние газа и твердых частиц. В ядре потока для газа решались уравнения Эйлера, в пристеночной области — уравнения пограничного слоя. Движение частиц описывалось с помощью подхода Лагранжа в невязкой области, при этом отслеживались траектории и температура пакетов частиц. В пограничном слое поведение частиц описывалось уравнениями Эйлера для осредненных по объему параметров частиц. Проведено сравнение расчетов распределений скорости частиц с экспериментами в плоском сопле. Отмечены явление фокусировки частиц на оси сопла при вводе их в дозвуковой части и вызванное этим существенное торможение потока в сверхзвуковой части сопла. Исследовано влияние различных граничных условий для потока частиц в невязкой области. Для осесимметричного сопла изучено влияние формы контура дозвуковой части, коэффициента загрузки частиц и их диаметра на параметры потока частиц в невязкой области и в пограничном слое.
А. В. Федоров, В. М. Фомин, Т. А. Хмель
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск; fedorov@itam.nsc.ru, khmel@itam.nsc.ru
Страницы: 78-85
Развита физико-математическая модель, описывающая течения газа внутри быстро вращающихся тел из ячеисто-пористых материалов. Получены асимптотические и численные решения некоторых задач вынужденной центробежной конвекции внутри ячеисто-пористых тел цилиндрической формы. Исследовано влияние определяющих параметров (коэффициента сопротивления, относительной длины цилиндра) на характеристики и типы течений.
Исследуется влияние релаксации и запаздывания при перистальтическом движении несжимаемой вязкоупругой жидкости Олдройда посредством бесконечной последовательности синусоидальных волн, движущихся вдоль стенок двумерного эластичного канала. Решение методом возмущений получено для случая, когда соотношение амплитуда волны/половина ширины канала мало. Результаты расчетов показывают, что средняя осевая скорость вязкоупругой жидкости Олдройда меньше, чем в случае ньютоновской жидкости. Обсуждается явление обратного течения. Найдено, что критический градиент давления при оттоке жидкости понижается с увеличением времени запаздывания и растет с увеличением времени релаксации. Результаты расчетов представлены для различных значений физических параметров.
Л. А. Ковалева, Н. М. Насыров, В. И. Максимочкин*, Р. Р. Суфьянов
Башкирский государственный университет, 450074 Уфа; *Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 119992 Москва; liana@ic.bashedu.ru, nasirovnm@ic.bashedu.ru, maxvi@mail.ru, sufyanovrr@ic.bashedu.ru
Страницы: 96-102
Разработана математическая модель и проведены численные исследования нагрева тяжелых углеводородных систем. Выполнен сопоставительный анализ численных расчетов и результатов экспериментальных исследований. Установлено, что при нагреве исследуемой углеводородной системы от начальной температуры 24° до 100° теплопроводность увеличивается в 40 раз, а с учетом свободной конвекции наблюдается дополнительное многократное (до 16 раз) увеличение переноса тепла за счет роста эффективной теплопроводности.
Г. Г. Савенков
Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-производственное предприятие “Краснознаменец”», 195043 Санкт-Петербург; sog@hotbox.ru
Страницы: 103-107
Представлены результаты динамических испытаний на разрыв ряда металлов на составном стержне Гопкинсона и при ударно-волновом нагружении плоских образцов. Показано, что истинное сопротивление разрыву при скорости деформации 5· 103 с- 1 практически совпадает с откольной прочностью при более высоких скоростях деформации. Приведены результаты испытаний этих же металлов на составном стержне Гопкинсона в диапазоне температур 20÷350°.
Рассматривается образец с трещиной в виде тонкого протяженного дефекта с параллельными берегами, вершина которого имеет радиус конечной величины. При нагружении такого образца внешней пульсирующей сжимающей нагрузкой благодаря наличию пластических деформаций в вершине дефекта напряжения в зонах образца, примыкающих к носику трещины, изменяются по знакопеременному циклу. Это может быть причиной развития усталостной трещины. Результаты численного моделирования и данные экспериментов подтверждают возможность развития усталостной трещины, находящейся в поле действия внешних сжимающих напряжений.
На основе численного решения задачи о цилиндрическом поршне, расширяющемся и одновременно движущемся поступательно вдоль своей оси в массиве грунта, рассмотрены особенности движения и состояния материала грунтовой преграды на границе контакта с недеформируемым ударником при проникании. Для описания поведения грунта использована модель сжимаемой упругопластической среды с условием перехода в пластическое состояние в зависимости от действующего в ней давления. Показано, что тонкий слой грунта на границе контакта с головной частью ударника должен вовлекаться им в движение и двигаться без проскальзывания вместе с ударником. Проанализирована правомерность использования закона сухого трения для определения касательных напряжений на поверхности ударника при проникании. Оценено тепловыделение в слое грунта на контактной границе, обусловленное внутренним трением, и его возможное влияние на процесс проникания.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
