Главная – Журналы – Поиск по журналам

Анализируются полученные ранее экспериментальные данные по исследованию энергетических характеристик и возможности самозапуска ротора Дарье. Эти результаты использованы при проектировании новых двухъярусных ветроэнергетических установок с прямыми лопастями. Натурные испытания двух вариантов конструкции показали перспективность разработки ветроэнергетических установок с ротором Дарье. При разумном проектировании они не требуют каких-либо устройств для ориентации и запуска ротора, мало чувствительны к порывам ветра и могут иметь высокий уровень энергетических характеристик, не уступающий лучшим образцам установок пропеллерного типа.

Экспериментально исследована работа диаметрального дискового вентилятора при низких (5- 50 тор) давлениях в воздухе. Обнаружен эффект резкого уменьшения объемного расхода вентилятора при давлении менее 40 тор (кризис расхода), что не согласуется с имеющимися в литературе сведениями. Найдено и экспериментально обосновано критическое значение безразмерного параметра, при котором происходит перестройка течения и формирование замкнутого потока внутри вентилятора.

Тестируется течение, образующееся при разрушении плотины, для выяснения точности различных методов разрешения поверхности раздела газ- жидкость, основанных на решении дополнительного уравнения объемной фракции жидкой фазы. Основное внимание уделяется численным схемам, используемым для аппроксимации членов адвекции этого уравнения. В частности, применяется MUSCL-схема с QUICK-интерполянтами, TVD-ограничителями "compressive minmod" и процедурой «модификации наклона», а также противопоточно-поточная схема «донор-акцептор», сконструированная в VOF-методе. Для решения уравнений скорости и давления используется явная процедура, основанная на методе искусственной сжимаемости. Проведены детальные предварительные расчеты для получения решения, независимого от параметров сетки и шагов по времени. Результаты численных исследований движения свободной поверхности представлены изолиниями объемной фракции в разные моменты времени, а также положениями переднего фронта течения и высоты колонны жидкости в зависимости от времени.

Представлены результаты экспериментального исследования пузырькового газожидкостного течения в горизонтальном и слабонаклоненном (от - 20° до +20° ) плоском канале. Измерения проводились в диапазоне приведенных скоростей жидкости 0,2÷1 м/с и расходного объемного газосодержания до 0,2. Измерения гидродинамической структуры проводились электрохимическим методом с использованием микродатчиков трения и датчика проводимости. При проведении экспериментов были выполнены полные записи реализаций сигналов трения на верхней стенке канала и локального газосодержания. В результате цифровой обработки записанных реализаций получены профили локального газосодержания, определены значения среднего трения и его относительных среднеквадратичных пульсаций на верхней стенке канала. Показано, что в изученных режимах имеет место эффект группировки пузырей в кластеры, а пузырьковый поток представляет собой чередование пузырьковых кластеров и однофазной жидкости с отдельными пузырями или без них. Получено среднее трение и абсолютные пульсации трения в области пузырьковых кластеров и вне их. Получены гистограммы распределения плотности вероятности значений касательного напряжения на верхней стенке. Показано, что среднее трение и абсолютные пульсации в кластерах существенно выше, чем в области свободного от пузырей течения.

Представлены результаты экспериментального исследования пузырькового газожидкостного течения в горизонтальном и слабонаклоненном (от -20° до +20°) плоском канале. Измерения проводились в диапазоне приведенных скоростей жидкости 0,2÷1 м/с и расходного объемного газосодержания до 0,2. Измерения гидродинамической структуры проводились электрохимическим методом с использованием микродатчиков трения и датчика проводимости. При проведении экспериментов были выполнены полные записи реализаций сигналов трения на верхней стенке канала и локального газосодержания. В результате цифровой обработки записанных реализаций получены профили локального газосодержания, определены значения среднего трения и его относительных среднеквадратичных пульсаций на верхней стенке канала. Показано, что в изученных режимах имеет место эффект группировки пузырей в кластеры, а пузырьковый поток представляет собой чередование пузырьковых кластеров и однофазной жидкости с отдельными пузырями или без них. Получено среднее трение и абсолютные пульсации трения в области пузырьковых кластеров и вне их. Получены гистограммы распределения плотности вероятности значений касательного напряжения на верхней стенке. Показано, что среднее трение и абсолютные пульсации в кластерах существенно выше, чем в области свободного от пузырей течения.

Представлены результаты экспериментального изучения обтекания турбулентным потоком плоского ребра при изменении угла ориентации к направлению течения от 50 до 90° для двух уровней турбулентности. Опыты проведены при различных значениях высоты ребра в условиях естественного и высокого уровней турбулентности (13,4 %) внешнего течения. Из экспериментов по визуализации определены картины вихреобразования и направления линий тока. Показаны деформации рециркуляционной области и зоны вторичного вихря, а также усиление эффектов трехмерности в потоке за ребром с уменьшением угла φ и заметная перестройка течения при высокой турбулентности внешнего потока. Проведено сравнение коэффициентов давления в различных продольных сечениях канала за ребром при изменении его высоты и варьировании угла ориентации φ. Проанализировано влияние угла скоса потока, высоты ребра и внешней степени турбулентности на локальные коэффициенты теплоотдачи и интенсификацию теплообмена.

Представлены экспериментальные данные по теплообмену в турбулентной отрывной области за препятствием в широком диапазоне частот наложенных пульсаций внешнего потока. Коэффициент теплоотдачи определялся методом обратной задачи нестационарной теплопроводности на основе измеренной в экспериментах динамики изменения температуры стенки. Выявлен эффект существенной интенсификации теплообмена в отрывной области при наложенных пульсациях потока.

Представлены результаты численных исследований по эволюции уединенных интенсивных волн второго звука, мощных тепловых импульсов, распространяющихся в сверхтекучем гелии. Количественное описание проводится на основе уравнений гидродинамики сверхтекучей турбулентности (ГСТ). Получены уравнения ГСТ с точностью до членов второго порядка малости по отклонениям от равновесных значений в случаях плоской, цилиндрической и сферической геометрий. Система уравнений решалась методом распада разрывов. Вычисления проведены для температуры невозмущенного гелия Т₀ = 1,4 K. Численные результаты сравниваются с экспериментальными данными.

Модельная система обыкновенных дифференциальных уравнений [1, 2], описывающая поведение неравномерно нагретой жидкости в наклоняемой полости, используется для исследования устойчивости стационарных режимов тепловой конвекции при произвольных (не малых) наклонах прямоугольной полости. Получена бифуркационная кривая, разделяющая область параметров (число Рэлея - наклон полости) на две - внутреннюю и внешнюю. Во внешней области система имеет одно устойчивое стационарное решение, а во внутренней - три стационарных решения. Одно из них всегда неустойчиво монотонным образом, а два других могут быть как устойчивыми, так и неустойчивыми.
Построены нейтральные кривые, определяющие границы возникновения колебательной и монотонной неустойчивостей.

Исследовалась реакция поверхности раздела пленки на волнистость стенки малой амплитуды. Рассматривалась линеаризованная версия задачи, описываемая уравнением Орра- Зоммерфельда, решение искалось асимптотическим разложением по малому параметру 1/Re, а также решалась обычная спектральная задача на устойчивость к возмущениям вида exp[ia (x- ct)]. Расчеты показали, что при некоторых специально подобранных волновых числах a эффекты сноса и дисперсии уравновешивают друг друга, давая нулевую результирующую скорость c_R = 0. Если предположить, что жесткая стенка имеет волнистость с тем же a , то можно говорить, что стоячие волны, вызванные волнистой стенкой, находятся в резонансе с собственными возмущениями второго типа.