Главная – Журналы – Поиск по журналам

Предложен численный метод решения обратной краевой задачи аэродинамики. Для проектирования двумерного крылового профиля, использован метод конечных элементов, основанный на вариационном принципе. На тестовых примерах показана эффективность представленного метода.

Рассматриваются результаты построения и расчетного газодинамического моделирования сверх-звукового трехмерного воздухозаборника нового типа, участок внешнего сжатия которого образуется V-образным телом, формирующим начальный плоский косой скачок уплотнения и последующую изоэнтропическую волну сжатия. Воздухозаборник содержит участок внутреннего сжатия, обечайка которого также формирует плоский косой скачок уплотнения и последующую изоэнтропическую волну сжатия. Построенный трехмерный воздухозаборник имеет малые углы наклона поверхностей сжатия, что обеспечивает его малое волновое сопротивление. Согласно оценкам характеристик его эффектив-ности, по степени сжатия и коэффициенту восстановления полного давления он близок к оптимальному плоскому воздухозаборнику внешнего сжатия Осватича−Петрова−Ухова. Выполнен численный расчет течения в воздухозаборнике на основе уравнений Эйлера и Навье−Стокса с использованием коммерчес-кого пакета "FLUENT". В невязком приближении реализуется расчетный режим с однородным пото-ком в области горла. Наиболее существенным эффектом проявления вязкости в течении на расчетном режиме является взаимодействие скачка уплотнения от обечайки с пограничным слоем на теле сжатия во внутреннем канале воздухозаборника. Отрыв пограничного слоя, по данным расчета, не возникает, однако образуются отраженные скачки, приводящие к существенным отклонениям структуры потока в сравнении с расчетным невязким.

Предложена методика для определения эквивалентного аэродинамического диаметра d_{аэ аэрозольных частиц несферической формы при их оседании в поле силы тяжести в диапазоне чисел Рейнольдса от 0,1 до 6,0. Описан седиментометр и приведены результаты определения dаэ для частиц порошка из плексигласа, полученные на нем.}

Представлены результаты экспериментального исследования нестационарного поля температуры на поверхности канала сложной формы при скачкообразном изменении во времени тепловыделения в стенке упаковки с односторонним подводом тепла. Измерения выполнены в течении воздуха между двумя гофрированными пластинами с гофрами треугольного сечения, направленными под углом 90° друг к другу. Измерения проведены с помощью микротермопар толщиной менее 10 микрон. Анализируется влияние числа Рейнольдса и величины подводимой мощности на изменение температуры по поверхности теплообменника во времени, вызванное скачкообразным изменением подводимой электрической мощности при турбулентном режиме течения воздуха. Проведенные исследования выявили характерные закономерности в эволюции температуры по периметру нагреваемой ячейки. Экспериментальные данные зависимости температуры от времени хорошо аппроксимируются экспоненциальной функцией.

Рассматривается теплообмен при течении неньютоновских жидкостей в конвергентно-дивер-гентных каналах с общей границей в случае движения жидкостей в противоположенных направлениях. На общей границе задаются условия непрерывности температуры и теплового потока. Представлены математическая модель, метод расчета и результаты численных исследований. По результатам численных расчетов построены графики, характеризующие течение жидкости в исследуемых каналах. Проведен сравнительный анализ теплообмена в гладком и конвергентно-дивергентном каналах.

Исследованы режимы восходящего газожидкостного течения в прямоугольном миниканале размером 1,75×3,8 мм и длиной 0,7 м. Опыты проведены в диапазоне приведенных скоростей газа от 0,1 до 10 м/с и жидкости от 0,07 до 0,7 м/с для спутного потока H₂O/CO₂ в условиях насыщения. Отработана методика двухлучевого лазерного сканирования структуры и определения статистических характеристик двухфазного потока. Выделены снарядно-пузырьковый, снарядный, переходный, вспененный, кольцевой режимы течения. Впервые получены статистические характеристики движения жидкой и газовой фаз в миниканале, в том числе и скорости движения фаз.

Проведены эксперименты по кавитации воды в ультразуковом поле. Исследованы низкочастотные колебания интенсивности прошедшего через кавитационную область лазерного луча. Эксперименты показали присутствие низкочастотных случайных колебаний с частотной зависимостью спектров мощности где показатель степени α принимал значения в диапазоне 0,8 ≤ α ≤ 1,2. Из экспериментальных реализаций выделены крупномасштабные низкочастотные пульсации, обладающие свой-ством масштабной инвариантности, длительность которых распределена по степенному закону. Результаты объяснены на основе математической модели возникновения масштабно инвариантных флуктуаций с спектром мощности в системе двух нелинейных стохастических дифференциальных уравнений, описывающих взаимодействие разнородных фазовых переходов. Распределение экстремальных низкочастотных выбросов, выделенных из численных решений стохастических уравнений, имеет степенной вид. Установлены соотношения динамического скейлинга между критическими показателями, определяющими частотную зависимость спектров мощности пульсаций α и функции распределения амплитуд экстремальных низкочастотных пульсаций β. Показано, что как в случае экспериментов по акустической кавитации воды, так и в случае теоретической модели взаимодействующих фазовых переходов критические показатели связаны соотношением α + β = 2. Спектры мощности флуктуаций определяются в экспериментах проще и точнее, чем функция распределения экстремальных амплитуд. В тех случаях, когда известна только частотная зависимость спектров мощности флуктуаций, соотношения между показателями позволяют получать информацию о распределениях крупномасштабных выбросов и оценивать опасные амплитуды.

Вдали от границы достижимого перегрева в области гетерогенного зародышеобразования изучена кинетика вскипания перегретой дистиллированной воды и раствора хлорида натрия в стеклянной ячейке при атмосферном давлении и при низких перегревах в 15−35 °C. Экспериментально получены зависимости среднего времени ожидания вскипания перегретых жидкостей от температуры в естественных условиях и в ультразвуковом поле. Время ожидания вскипания при этих температурах достигает 1000 с, а среднее время ⎯ 600 с. По полученным выборкам времени ожидания вскипания методом порядковых статистик найдены эмпирические функции распределения. С помощью критерия согласия омега-квадрат показано, что они не совпадают с экспоненциальным распределением, описывающим стационарный случайный процесс рождения сверхкритического зародыша, разделяющего систему на макроскопические фазы. Таким образом, показано, что этот случайный процесс не является стационарным, что находит свое выражение в зависимости частоты зародышеобразования от времени.

На основе флуктуационной теории фазовых переходов и теории гравитационного эффекта проведены исследования высотной и температурной зависимостей теплоемкости неоднородного вещества в поле гравитации Земли вблизи критической точки. Полученные результаты свидетельст-вуют о немонотонных полевых и температурных зависимостях теплоемкости пространственно неоднородного вещества, что подтверждается экспериментальными исследованиями теплоемкости в макро- и ограниченных системах в земных условиях и условиях микрогравитации космического полета.

Методом лазерной вспышки исследованы коэффициенты теплопроводности и температуропроводности жидкого индия в интервале температур от 470 до 1275 K. Погрешности измерения коэффициентов переноса тепла составили ±(3,5−5) %. Получены аппроксимирующие уравнения и таблицы справочных данных для температурной зависимости свойств. Проведено сопоставление результатов измерений с известными литературными данными. Рассчитана температурная зависимость числа Лоренца до 1000 K.