А. П. Андреев, В. Н. Попов
Поморский государственный университет popov.vasily@pomorsu.ru
Ключевые слова: кинетическое уравнение Больцмана, модельные кинетические уравнения, точные аналитические решения, разреженный молекулярный газ, цилиндрическая поверхность
Страницы: 405-410
В изотермическом приближении построено точное аналитическое решение задачи о вращении прямого кругового цилиндра в разреженном молекулярном газе. В режиме течения со скольжением с учетом поправки второго порядка по числу Кнудсена получено выражение для скорости разреженного молекулярного газа, увлекаемого вращающимся в нем цилиндром. В качестве основного уравнения используется обобщение БГК-модели кинетического уравнения Больцмана на случай учета вращательных степеней свободы молекул газа, а в качестве микроскопического граничного условия на поверхности цилиндра — модель диффузного отражения. Показано, что данный подход позволяет учесть зависимость скорости газа от числа Прандтля и температуры газа.
М. Н. Захаренков1,2 1 ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского 2 Брянский государственный университет им. И.Г. Петровского mikl5353@mail.ru
Ключевые слова: завихренность, вихревые волны, вихревая дорожка
Страницы: 411-417
Известная задача перехода течения около кругового цилиндра при Re = 40 от симметричной формы к вихревой дорожке Кармана может быть рассмотрена как задача развития и усиления вихревых волн. В следе за цилиндром наблюдается развитие трех пучков вихревых волн малой интенсивности, которые хорошо визуализируются как структуры относительной завихренности Ω = Ω(t1) − Ω(t0) — разности завихренности Ω в два различных момента времени. При этом t0 — фиксировано. В поле чередующаяся структура квадруполей характеризуется линейным параметром l = h/d отношением ширины центрального пучка вихревых волн к расстоянию между центрами квадруполей "одного знака". При достижении значения l = 0,281, которое совпадает со значением аналогичного параметра устойчивой вихревой дорожки Кармана, происходит переход от симметричного обтекания вязкой несжимаемой жидкостью к вихревой дорожке.
А. В. Проскурин, А. М. Сагалаков
Алтайский государственный университет runme5@ngs.ru
Ключевые слова: магнитная гидродинамика, гидродинамическая устойчивость, вязкая жидкость
Страницы: 419-428
Рассмотрена устойчивость к малым возмущениям течения в трубе кольцевого сечения при наличии спирального магнитного поля. Исследованная конфигурация канала состоит из двух бесконечных коаксиальных цилиндров, между которыми помещена слабоэлектропроводящая вязкая несжимаемая жидкость, которая движется под действием осевого градиента давления. Азимутальное магнитное поле создается током, протекающим по центральному цилиндру, а продольное — внешним соленоидом. Использовалось магнитогидродинамическое приближение. Обнаружено, что внесение азимутального магнитного поля может приводить к дестабилизации течения по сравнению со случаем только продольного магнитного поля.
Ю. Г. Губарев1,2 1Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН 2Новосибирский государственный университет gubarev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: идеальная жидкость, магнитное поле, установившиеся течения, прямой метод Ляпунова, критерий устойчивости, условия неустойчивости, априорная оценка
Страницы: 429-441
Изучается линейная задача устойчивости одного подкласса стационарных винтовых течений однородной по плотности невязкой несжимаемой идеально проводящей жидкости в магнитном поле. Прямым методом Ляпунова получены необходимое и достаточное условие теоретической (на полубесконечных интервалах времени) устойчивости, а также достаточные условия практической (на конечных временных промежутках) неустойчивости данных течений по отношению к малым винтовым же возмущениям. В случае, когда критерий теоретической устойчивости нарушен, а достаточные условия практической неустойчивости, наоборот, справедливы, построена априорная экспоненциальная оценка снизу роста рассматриваемых малых возмущений, при этом инкремент содержащейся в ней экспоненты является произвольной положительной постоянной величиной.
Е. В. Липнягов, С. А. Перминов, Г. В. Ермаков, Б. М. Смоляк
Институт теплофизики УрО РАН, Екатеринбург el_ru@el.ru
Ключевые слова: перегретая жидкость, граница достижимого перегрева, стационарное и гомогенное зародышеобразование, среднее время жизни перегретой жидкости, работа образования критического зародыша, частота
Страницы: 471-484
Представлены результаты измерений среднего времени ожидания вскипания н-пентана и н-гексана вплоть до границы достижимого перегрева. Опыты проведены в стеклянных капиллярах с существенно уменьшающейся величиной перегреваемого объема жидкости для предварительно заданного метастабильного состояния (p, T = const). Полученные данные не подтверждают соотношение JVτ = 1, вытекающее из условия гомогенности и стационарности случайного процесса, приводящего к вскипанию перегретой жидкости (J — частота гомогенного зародышеобразования, V — объем перегреваемой жидкости, τ — среднее время ожидания ее вскипания). Таким образом, опыты по кинетике вскипания перегретых жидкостей, связанные с измерением средних времен ожидания вскипания в стеклянных капиллярах, не могут служить доказательством правильности классической теории нуклеации для перегретых жидкостей, т. к. в них не выполняется одно из основополагающих условий теории — условие гомогенности вскипания.
Обобщены данные по современному состоянию угольной и ядерной энергетики России и перспективам развития до 2030 г. Подчеркивается, что основными энергоносителями в стратегическом плане будет уголь и урановое топливо. Дан прогноз энергопотребления в стране и приведена "дорожная карта" размещения на территории России вновь вводимых энергоблоков на ТЭС и АЭС.
Рассмотрена методика определения показателей технико-экономической эффективности угольных парогазовых установок ТЭЦ с низконапорным парогенератором и с поточным газификатором при комбинированном производстве электро- и теплоэнергии, синтез-газа и водорода. Приведены результаты исследования и показано, что такие ПГУ ТЭЦ имеют более высокую технико-экономическую
эффективность, чем пылеугольные ТЭЦ, реконструированные путем газотурбинной надстройки.
Показаны развитие и применение диффузионно-инерционной модели для расчета распространения и осаждения аэрозольных частиц в турбулентных потоках. Сравнение с экспериментальными и численными результатами свидетельствует, что развитая модель адекватно описывает все характерные особенности процесса осаждения аэрозольных частиц в прямых и изогнутых трубах.
В.Н. Горев1,2, M.M. Kатасонов1,2, В.В. Kозлов1,2, П.А. Мотырев1,2 1 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН 2 Новосибирский государственный университет mikhail@itam.nsc.ru
Ключевые слова: ламинарно-турбулентный переход, повышенная степень турбулентности, предвестники, продольные структуры
Страницы: 573-581
Исследованы процессы образования турбулентности в пограничном слое при повышенной степени турбулентности набегающего потока. Эксперименты проводились в дозвуковой аэродинамической трубе МТ-324 ИТПМ СО РАН на моделях прямого и скользящего (45°) крыла при числах Рейнольдса Rec1 = 97000 и Rec2 = 137000, при низкой (Tu = 0,18 % U∞) и повышенной степени турбулентности набегающего потока (Tu = 0,79 и 2,31 % U∞). Продольные локализованные возмущения, возникающие в пограничном слое под воздействием повышенной степени турбулентности набегающего потока, моделировались искусственно методом локализованного отсоса воздуха через щель на поверхности модели. Исследовались волновые пакеты (предвестники), возникающие в пограничном слое в областях, предшествующих резкому локальному изменению скорости вблизи фронтов локализованного возмущения. Обнаружено, что повышенная степень турбулентности набегающего потока ускоряет развитие волновых пакетов-предвестников и преобразование их в турбулентные пятна.
А.В. Бойко, В.И. Корнилов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН kornilov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: снижение турбулентного трения, вертикальные элементы, несжимаемый турбулентный пограничный слой, плоская пластина
Страницы: 583-596
Экспериментально исследована возможность снижения турбулентного трения с помощью
ориентированных по потоку вертикальных устройств разрушения вихрей, установленных в несжимаемом равновесном турбулентном пограничном слое нормально к поверхности плоской пластины при номинально безградиентном ее обтекании. Число Рейнольдса, вычисленное по толщине потери
импульса пограничного слоя в сечении установки вертикальных устройств разрушения вихрей, составляло 1099. Показано, что элементы заданной геометрии являются эффективным средством модификации турбулентного пограничного слоя как с точки зрения выигрыша в сопротивлении трения, так и с точки зрения подавления поля турбулентных пульсаций скорости, и могут рассматриваться как один из важнейших факторов управления структурой пристенной турбулентности при обтекании плоских поверхностей.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
