Г. П. Клеменков, Ю. М. Приходько, Л. Н. Пузырев, А. М. Харитонов
Ключевые слова: обледенение, аэроклиматическая труба, противообледенительная система
Страницы: 563-572
Рассмотрены различные виды обледенения летательных аппаратов. Выбраны и обоснованы безразмерные параметры подобия. Обоснована необходимость создания аэроклиматической трубы для моделирования процессов обледенения. Приведена возможная конструктивная схема аэроклиматической трубы. Целесообразно создать специальный маломасштабный стенд, что позволит отработать способы создания равномерного поля концентраций переохлажденных капель заданного размера, а также выявить эффективность различных противообледенительных систем и покрытий.
Выполнена оценка экономии топлива на траектории разгона воздушно-космического самолета при подводе энергии в набегающий поток. Начальная и конечная скорости полета заданы. Использована модель глиссирующего полета над холодным воздухом в бесконечном изобарическом тепловом следе. Сравнение расходов топлива произведено на оптимальных траекториях. Расчеты выполнены при использовании комбинированной силовой установки, состоящей из прямоточного воздушно-реактивного двигателя и жидкостного ракетного двигателя. В первой части статьи для оценки тяги и удельного импульса ПВРД построена эксергетическая модель. Для оценки аэродинамического сопротивления летательного аппарата используется квадратичная зависимость от аэродинамической подъемной силы. Энергия на нагрев потока получается за счет эквивалентного уменьшения эксергии продуктов сгорания. Получены зависимости увеличения коэффициента дальности крейсерского полета при различных числах Маха. Во второй части статьи приводится математическая модель разгонного участка траектории полета летательного аппарата и результаты расчета по уменьшению затрат топлива на траектории разгона при заданном значении подводимой перед летательным аппаратом энергии.
Приведены результаты численного моделирования двумерных течений с большими градиентами давления в широком диапазоне параметров набегающего потока (М = 2-4, Re = 5-30⋅106 1/м) и интенсивности возмущающих факторов. Расчеты проводились с использованием осредненных нестационарных уравнений Навье - Стокса вязкого теплопроводного газа. Численно исследовалась структура турбулентного пограничного слоя при его прохождении через одиночный скачок уплотнения и систему скачков уплотнения различной интенсивности, расположенных на фиксированном расстоянии друг от друга. В случае прохождения пограничного слоя через систему скачков уплотнения исследовалось влияние первого взаимодействия на структуру и отрывные свойства пограничного слоя за вторым скачком. Показано, что наличие предварительного скачка уплотнения улучшает способность пограничного слоя противостоять отрыву перед областью повторного взаимодействия.
В основе решения нестационарных уравнений Рейнольдса (URANS), замкнутых с помощью дифференциальных уравнений переноса сдвиговых напряжений (MSST), рассчитываются эволюция вихревой структуры в квадратной каверне с подвижной крышкой и нестационарный турбулентный теплообмен в воздушной среде при поддержании постоянных температур горячей подвижной и холодных неподвижных стенок (Re = 5Г—10). Анализируются фазы развития динамического и теплового процессов.
Экспериментально исследованы особенности ламинарного диффузионного пограничного слоя на проницаемой поверхности при изотермическом вдуве гелия в поток воздуха. Измерения распределений концентраций гелия, азота и кислорода показали, что соотношение объемных долей N к О по толщине пограничного слоя изменяется. При больших интенсивностях вдува гелия в воздух наблюдается отличие от бинарной диффузии, описываемой законом Фика. Оценки также показали, что в пограничном слое с инородным вдувом возможны проявления эффектов многокомпонентной диффузии.
Предложена физико-математическая модель и выполнены численные исследования процессов деформации и неравновесной кристаллизации жидкой капли металла с модифицирующими тугоплавкими твердыми нановключениями при ее соударении с твердой подложкой в условиях, характерных для газотермического, в том числе плазменного, нанесения покрытий. Проведен анализ формирования сплэтов в зависимости от температуры подложки.
Построена математическая модель динамики пузырька, в которой изменение формы межфазной поверхности представляется в виде ряда по сферическим гармоникам, а соотношения записываются
с точностью до квадрата амплитуды искажения сферической формы пузырька. На режимах колебаний, близких к периодической сонолюминесценции отдельного пузырька в стоячей акустической волне, изучен характер колебаний воздушного пузырька в воде в зависимости от его начального радиуса и амплитуды изменения давления жидкости. Установлено, что за границей области линейно-устойчивых сферических колебаний могут иметь место несферические колебания ограниченной амплитуды. При этом наблюдаются как колебания с периодом, равным одному или нескольким периодам изменения давления жидкости, так и апериодические колебания. Показано, что пренебрежение искажениями
в виде сферических гармоник с большими номерами ( > 3) может приводить к смене режимов колебаний. При этом влияние искажений на форму поверхности пузырька для гармоник с > 8 незначительно.
Представлены результаты экспериментальных исследований влияния акустических резонаторов на акустические и тяговые характеристики прямоточной эжекторной камеры сгорания при вибрационном горении водорода. Применялись резонаторы, имеющие одинаковое горло и разные диаметры
полостей. Показано, что для имеющих одинаковые объемы резонаторов наибольшие тяговые характеристики достигаются в том случае, если диаметр полости мало отличается от диаметра горла резонатора.
В.В. Кузнецов, С.П. Козлов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск Новосибирский государственный университет, vladkus@itp.nsc.ru
Страницы: 541-549
Проведено численное моделирование течения реагирующей смеси паров метанола и воды в двумерном плоском микроканале при активировании химических превращений на стенке канала. Моделирование проводилось в рамках уравнений Навьев€’Стокса для ламинарного течения многокомпонентного сжимаемого газа. Исследована взаимосвязь тепловых, диффузионных и физико-химических процессов в условиях сильной эндотермической реакции и распределенного внешнего подвода тепла
по длине канала. Показано, что существенным является не только количество подведенного к зоне реакции тепла, но и способ его подвода по длине канала, что позволяет оптимизировать компактный реактор для получения водорода.
Б.И. Михайлов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, lab16@itam.nsc.ru
Ключевые слова: Трубчатые электроды, сканирование, привязка дуги, соленоид, эрозия
Страницы: 551-553
Рассмотрена физическая природа автосканирования в плазмотронах с трубчатыми электродами, показана его исключительная простота по сравнению с аэромагнитным и газовым способами сканирования.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
