А. Н. Кудрявцев, С. Г. Миронов, Т. В. Поплавская, И. С. Цырюльников
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск alex@itam.nsc.ru, mironov@itam.nsc.ru, popla@itam.nsc.ru, tsivan@ngs.ru
Ключевые слова: уравнения Навье—Стокса, гиперзвуковой ударный слой, акустические возмущения
Страницы: 3-15
Проведено расчетно-экспериментальное исследование развития возмущений в гиперзвуковом вязком ударном слое на плоской пластине при его возбуждении акустическими волнами медленной моды. В экспериментах при числе Маха набегающего потока M∞ = 21 и числе Рейнольдса ReL = 1,44 · 105 измерены поперечные профили средней плотности и числа Маха, спектры пульсаций плотности и скорости роста естественных возмущений. Путем решения уравнений Навье— Стокса с использованием схемы сквозного счета высокого порядка выполнено прямое численное моделирование распространения возмущений. Установлено, что расчетные и экспериментальные данные, характеризующие поле среднего течения, интенсивность пульсаций плотности и скорости их роста, хорошо согласуются. Обсуждаются возможные механизмы генерации и развития возмущений в ударном слое при гиперзвуковых скоростях.
В. Ш. Шагапов, А. Ш. Султанов, С. Ф. Урманчеев
Институт механики Уфимского научного центра РАН, 450054 Уфа; shagapov@rambler.ru, aidarsh@mail.ru, imran@anrb.ru
Ключевые слова: ступенчатая ударная волна, пористое полупространство, скорость фильтрации, отраженная и проникающая волны
Страницы: 16-26
В акустическом приближении получены решения задачи об отражении ступенчатой волны давления в линейно сжимаемом флюиде от плоской границы пористой среды бесконечной протяженности, насыщенной тем же флюидом. На основе аналитических решений выполнен численный анализ с целью выявления особенностей отраженной и проникающей волн в зависимости от пористости и проницаемости пористого полупространства.
А. Н. Голованов
Томский государственный университет, 634050 Томск fire@fire.tsu.tomsk.su
Ключевые слова: струя, свободно-конвективное течение, акустические возмущения
Страницы: 27-33
Экспериментально исследовано газодинамическое течение газа в осесимметричной конвективной струе. Показано, что при числах Грасгофа Gr = (0,4÷2,0)·106 течение в струе автомодельное. Акустические колебания, направленные перпендикулярно оси симметрии, трансформируют профили течения газа, при этом могут появиться два максимума температуры, расположенные не на оси. Полученные результаты свидетельствуют о зарождении неустойчивости течения в высокоградиентных областях.
А. А. Коробкин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск; kaa@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: удар, аэрированная жидкость, приближение тонкого слоя
Страницы: 34-46
В рамках линейного приближения построено решение плоской нестационарной задачи об ударе вертикальной стенкой по слою жидкости, перемешанной с воздухом вблизи стенки и не содержащей пузырьков воздуха вдали от нее. Газожидкостная смесь моделируется однородной, идеальной и слабосжимаемой средой с редуцированной скоростью звука, зависящей от концентрации воздуха в газожидкостной смеси. Вне газожидкостного слоя жидкость принимается идеальной и несжимаемой. На начальной стадии удара течение жидкости и гидродинамическое давление определяются с использованием линейной теории потенциального движения неоднородной жидкости. Исследована зависимость амплитуды ударного давления на стенке от концентрации воздуха в газожидкостной прослойке и от толщины этой прослойки. При малой относительной толщине прослойки используется приближение тонкого слоя. Показано, что решение полной задачи стремится к приближенному решению, когда толщина прослойки уменьшается. Показано, что наличие газожидкостной прослойки приводит к осцилляциям давления на стенке. Получены оценки амплитуды давления и периода его осцилляций.
А. Ф. Латыпов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск; latypov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: аэродинамическая труба, тензометрия, восстановление нагрузок
Страницы: 47-55
Разработана методика восстановления действующих нагрузок при испытаниях моделей в аэродинамических трубах кратковременного действия. Предполагается, что испытываемая модель с устройством измерения нагрузок является линейной динамической системой. Нормальные реакции системы на единичные нагрузки определяются экспериментально. Решение системы интегральных уравнений Вольтерры первого рода определяется в классе кусочно-постоянных функций. Приводятся примеры решений тестовой задачи с известным точным решением и задачи определения аэродинамических характеристик эталонной модели HB-2 по результатам измерений нагрузок в аэродинамической трубе.
В. Н. Белых
Институт математики им. С. Л. Соболева СО РАН, 630090 Новосибирск; belykh@math.nsc.ru
Ключевые слова: задача обтекания, тело вращения, внешняя задача Неймана, ненасыщаемый численный алгоритм, экспоненциальная сходимость
Страницы: 56-67
На основе фундаментальных математических идей К. И. Бабенко разработаны принципиально новые—ненасыщаемые—алгоритмы численного решения задач осесимметричного обтекания потенциальным потоком идеальной жидкости тел вращения, в частности эллипсоида вращения с удлинением, равным 1000.
А. Ю. Дьяченко, В. И. Терехов, Н. И. Ярыгина
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск terekhov@itp.nsc.ru, yarygina@itp.nsc.ru
Ключевые слова: турбулентный поток, отрывное течение, пограничный слой, каверна, вихреобразование, поля давлений
Страницы: 68-76
Экспериментально исследован процесс вихреобразования и измерено распределение коэффициентов давления при обтекании полости небольшого удлинения с наклонными стенками. Угол наклона боковых стенок φ варьировался от 30 до 90°. Установлено, что в диапазоне углов наклона φ = 60 ÷ 70° течение в каверне становится неустойчивым. Происходит перестройка течения, в результате чего значительно изменяются распределения температуры поверхности и статического давления. Большие изменения и неравномерность характеристик для этих углов наблюдаются по размаху каверны на ее передней стенке и дне. При малых углах φ = 30, 45 ° имеет место резкий рост давления на задней стенке, что приводит к небольшому увеличению среднего по всей поверхности полости давления.
В. И. Букреев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск; bukreev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: разрушение плотины, расходная характеристика, ровное дно, ступенька, уступ, порог, проран
Страницы: 77-87
Дан обзор имеющейся в литературе информации и приведены новые экспериментальные данные о глубине и расходе в створе плотины после ее полного и частичного разрушения. Показано, что при одном и том же значении избыточной начальной энергии верхнего бьефа в случае частичного разрушения плотины с образованием прямоугольного прорана удельный расход на единицу ширины прорана больше удельного расхода в случае полного разрушения плотины.
А. Н. Черепанов, В. П. Шапеев, В. М. Фомин, Л. Г. Семин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск; ancher@itam.nsc.ru
Ключевые слова: моделирование, лазерная сварка, теплоперенос, испарение, паровой канал, двухфазная зона, дендритная структура
Страницы: 88-96
Разработана квазидвумерная математическая модель лазерной сварки пластин из бинарного сплава с учетом испарения металла и образования парового канала. На основе этой модели построены разностный алгоритм и компьютерная программа. В качестве примера численно исследованы процессы плавления, испарения и затвердевания сплава при сварке встык алюминиевых пластин. Рассчитаны форма и глубина парового канала и сварочной ванны при заданных значениях мощности излучения и скорости сварки. С использованием полуэмпирических соотношений и полученных расчетных данных проведена оценка характерного размера дендритной структуры затвердевшего сплава.
В. И. Смирнов
Петербургский государственный университет путей сообщения, 198103 Санкт-Петербург; smirnov@VS13866.spb.edu
Ключевые слова: откол, временная зависимость прочности, пороговый силовой импульс, структурно-временной критерий
Страницы: 97-106
В рамках классической одномерной схемы рассмотрен процесс откольного разрушения. Результаты анализа использованы для прогнозирования динамических прочностных свойств некоторых конструкционных материалов, в частности рельсовых сталей. Получена зависимость времени разрушения материала от пороговой амплитуды и длительности нагружения. Предложена модель для сравнительной оценки динамической прочности материалов, построены соответствующие диаграммы. Показана возможность оптимизации процесса разрушения путем подбора длительности нагружения материала.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
