Представлены результаты экспериментальных исследований возникновения турбулентности в градиентном пограничном слое при повышенной степени турбулентности набегающего потока. Впервые показано, что пограничный слой на крыле в условиях повышенной степени турбулентности модулирован полосчатыми структурами, как и в случае плоской пластины. Смоделирован один из возможных механизмов возникновения турбулентных пятен в пограничном слое крыла при взаимодействии полосчатых структур с высокочастотными волнами. Представлены качественные и количественные данные о развитии полосчатых структур в пограничном слое прямого и скользящего крыльев. Выявлены определенные различия в эволюции полосчатых структур в пограничном слое крыла и плоской пластины.
Г.В. Петров
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, smorodsk@itam.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой, устойчивость, нелинейность, переход к турбулентности
Страницы: 599-602
С помощью нелинейных параболизованных уравнений устойчивости рассчитаны гармоники волн Толлмина-Шлихтинга в сжимаемом пограничном слое на пластине. Показано, что при нарастании (вниз по течению) амплитуды второй гармоники до значений порядка амплитуды основной гармоники темп роста последней резко увеличивается. Подобное быстрое отклонение от результатов линейной теории характеризует начало перехода пограничного слоя в турбулентное состояние. Расчеты выполнены для чисел Маха М = 0,01 и 2.
Представлены результаты визуализации и комбинированных измерений параметров потока в отрывном течении за выступом в канале при номинально ламинарном режиме течения. Установлено, что течение в отрывной области является существенно трехмерным и нестационарным с выраженной ячеистой структурой и наличием зон с движением в трансверсальном направлении. Показано, что отрыв потока за выступом инициирует появление низкочастотных колебаний скорости потока и начало перехода к турбулентному режиму течения в канале. Выявлено значение критического числа Рейнольдса, соответствующее началу развития неустойчивости течения в канале. Показано, что при превышении критического числа Рейнольдса линейный интегральный масштаб пульсаций скорости потока в канале определяется размерами канала.
Рассмотрено влияние колебаний основного потока на эффективность нестационарной газовой завесы. Подтверждена возможность применения критического значения модифицированного критерия Струхаля для однорядной перфорации при идентификации квазистационарного режима в случае двухрядной перфорации. Отмечено проникновение возмущений внутрь каналов перфорации, что связано с эффектом "вантуза". Показано, что влияние нестационарности на эффективность завесы проявляется слабее для двухрядной перфорации по сравнению с однорядной.
Разработана математическая модель расчета двухфазного газодисперсного течения после внезапного осесимметричного расширения в трубе с использованием двухжидкостного эйлерова подхода. Модель основана на решении системы уравнений Навье-Стокса, осредненных по Рейнольдсу для течения двухфазного потока. Для расчета флуктуационных характеристик дисперсной фазы применялись уравнения моделей Simonin (1991), Зайчика и др. (1994) и Деревича (2002). Представлены результаты сопоставительного анализа с имеющимися в литературе экспериментальными и расчетными данными по распространению отрывного двухфазного потока за внезапным расширением в плоском канале и трубе.
Рассмотрены колебания неоднородного псевдоожиженного слоя в поршневом режиме. Разработана и исследуется нелинейная одномерная модель колебаний слоя, включающая уравнения движения поверхности слоя и колебаний перепада давления в слое для фазы подъема поверхности и для фазы ее падения. На основе анализа модели, полученных численных решений и сравнения с экспериментом показаны квазидискретный процесс выхода газа из слоя с крупными пузырями и связанный с ним релаксационный (разрывный) тип колебаний поверхности и сопротивления слоя.
Е.А. Чиннов, А.Д. Назаров, А.Ф. Серов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск nazarov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: интенсификация теплообмена волновые характеристики, искусственные возмущения на поверхности пленки, термокапиллярно-волновой режим формирования струй, изменения относительных амплитуд крупных волн
Страницы: 659-665
Экспериментально исследовано влияние искусственных возмущений на формирование структур при течении пленки воды по вертикальной пластине с нагревателем. Для измерения толщины пленки применен восьмиканальный емкостный датчик. Показано, что искусственные возмущения на поверхности пленки жидкости могут существенно изменять расстояние между струями от значений, соответствующих термокапиллярно-волновому режиму формирования струй, до значений, близких к термокапиллярному режиму. При этом расстояние между струями может быть изменено при более высоких по сравнению с термокапиллярным режимом значениях чисел Рейнольдса. Искусственные возмущения не приводят к существенному изменению относительной амплитуды крупных волн, но оказывают влияние на характер ее зависимости от плотности теплового потока.
А.Н. Черепанов, О.П. Солоненко, В.В. Бублик
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск ancher@itam.nsc.ru
Ключевые слова: полая металлическая капля, подложка, соударение, математическая модель
Страницы: 677-688
Предложена численно-аналитическая модель соударения полой капли расплава с поверхностью твердой полированной подложки. Модель базируется на интегральных законах сохранения массы и энергии соударяющейся капли, учитывает капиллярные и адгезионные свойства расплава. Проведен расчет основных параметров высокоскоростной деформации полой частицы: изменение ее высоты, толщины оболочки и диаметра контактного пятна до момента затвердевания растекающейся капли, а также изменение давления внутри капли до момента разрыва оболочки. Критическое значение давления, при котором происходит разрыв, оценивается по формуле, характеризующей прочность сферической оболочки. Показано вполне удовлетворительное согласование рассчитанных значений конечного диаметра сплэта, растекшейся и затвердевшей капли, с данными физического эксперимента.
Рассмотрена задача о сушке пористого проницаемого материала. Построены автомодельные решения для процесса диффузионного переноса влаги. Исследована зависимость интенсивности сушки от исходного состояния пористой среды, а также параметров внешнего воздействия.
Н.А. Рубцов, С.Д. Слепцов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск sleptsov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: тепловое излучение, полупрозрачная среда, проницаемые границы
Страницы: 711-719
Представлен численный анализ полусферических значений поглощательной, пропускательной и отражательной способностей плоского слоя и поглощательной способности сферы в зависимости от оптической толщины и показателя преломления.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
