Главная – Журналы – Поиск по журналам

Метод сальдо применен для расчета передачи тепла излучением между двумя концентрическими полусферами, разделенными двумя полусферическими защитными экранами, степень черноты которых зависела от температуры. Три различных материала использовались для изготовления радиационных экранов: оксид алюминия, карбид кремния и вольфрам. Снижение теплообмена за счет экранов зависит не только от характеристик поверхности двух экранов, но и от расположения экранов. Представлены наглядные примеры, иллюстрирующие влияние температуро-зависимой степени черноты и расположения экранов на процентное снижение теплообмена. Результаты анализа могут быть использованы в решении подобных задач.

В настоящей работе проводится численное моделирование с целью изучения теплообменных
характеристик свободно-конвективного течения вдоль вертикальной пластины в присутствии источника/стока тепла, магнитного поля и теплового изучения. На поверхности пластины задана переменная температура. Уравнения пограничного слоя, описывающие течение, сводятся к безразмерным уравнениям, применимым к режиму свободной конвекции, с использованием соответствующих безразмерных параметров. Безразмерные определяющие уравнения решаются неявным методом конечных разностей Крэнка-Никольсона с быстрой сходимостью, большой точностью и безусловной устойчивостью. Численные результаты получены и представлены для скорости, температуры, локального и среднего касательного напряжения на стенке и локального и среднего числа Нуссельта в воздухе. Настоящие результаты сравниваются с имеющимися в литературе и оказываются идеально согласованными.

Анализируется модельное представление процессов нагрева и плавления применительно к постановке однофазной задачи Стефана в плоском слое полупрозрачного материала, односторонне нагреваемого и оплавляемого радиационно-конвективным способом.

Проведено экспериментальное исследование механизма порождения нестационарных вихрей Гёртлера в пограничном слое на вогнутой стенке неоднородностями (вибрациями и неровностями) поверхности. Неоднородности создавались специально разработанным источником возмущений. Они были контролируемыми, локализованными по продольной координате и периодическими по размаху экспериментальной модели. Исследования в малотурбулентной аэродинамической трубе показали, что источник является эффективным инструментом экспериментального изучения задач восприимчивости и устойчивости пограничного слоя с преобладанием неустойчивости Гёртлера. Его работа приводит к порождению нестационарных гёртлеровских вихрей малой амплитуды (десятые и сотые доли процента от скорости основного потока) с заданными параметрами: частотой и поперечной длиной волны. В работе экспериментально количественно изучена задача линейной восприимчивости пограничного слоя к неоднородностям поверхности в широком диапазоне частот для наиболее опасных поперечных масштабов гёртлеровских вихрей. Получены величины амплитуд и фаз коэффициентов восприимчивости. Амплитуды оказались значительно меньше, чем при возбуждении мод других типов гидродинамической неустойчивости (волн Толлмина−Шлихтинга и мод неустойчивости поперечного течения). Обнаружено, что амплитуды коэффициентов восприимчивости существенно растут с частотой, а для высоких частот — и с поперечным масштабом возмущений, хотя для стационарных неровностей поверхности влияния масштаба не наблюдается. Найдено, что частотные зависимости эффективности механизмов устойчивости и восприимчивости разнонаправлены, находятся в конкуренции и могут частично компенсировать друг друга, способствуя развитию в пограничном слое гёртлеровских вихрей широкого диапазона частот.

Проведено экспериментальное и теоретическое исследование влияния глубины пористого покрытия на плоской пластине на устойчивость и ламинарно-турбулентный переход сверхзвукового пограничного слоя при числе Маха набегающего потока M_∞ = 2. Получено качественное согласование результатов расчетов по линейной теории устойчивости с данными экспериментов по переходу, проведенных на моделях с различной глубиной пористого слоя. Показано, что с уменьшением (в определенном диапазоне) глубины пористого покрытия растет устойчивость пограничного слоя и затягивается ламинарно-турбулентный переход.

Рассматривается комбинированная конфигурация обращенной вперед полости и встречной струи для системы тепловой защиты гиперзвуковых летательных аппаратов. Эффективность охлаждения комбинированной системой тепловой защиты исследовалась численно, и численный метод был верифицирован путем сравнения с экспериментом, имеющимся в открытой литературе. Были получены параметры поля течения, аэродинамическая сила и распределение теплового потока на поверхности. Подробные численные результаты показывают, что этот вид комбинированной системы тепловой защиты имеет превосходные характеристики охлаждения головной части и она пригодна для тепловой защиты гиперзвуковых летательных аппаратов, требующих больших дальности и времени полета.

При увеличении температуры торможения камеры сгорания или окружающего воздуха удельные теплоемкости и их отношение не остаются постоянными и начинают меняться. Газ остается совершенным, за исключением того, что он будет калорически несовершенным и термически совершенным. Разработана новая обобщенная форма функции Прандтля−Майера путем добавления влияния изменения этой температуры, более низкой, чем порог диссоциации. Представлено новое соотношение в виде интеграла от сложной аналитической функции, имеющей бесконечную производную при критической температуре. В этом контексте представлена надежная формула численной квадратуры. Классическая форма функции Прандтля−Майера совершенного газа становится частным случаем разработанной формы. Проведено сравнение с моделью совершенного газа с целью найти предел ее применимости. Приложения даны для воздуха.

В настоящей работе при помощи систематического численного моделирования исследованы режимы течения и смешения жидкостей в микромиксере Т-типа в диапазоне чисел Рейнольдса от 1 до 1000. Показано, что по мере увеличения чисел Рейнольдса режимы течения и смешения существенно меняются. Всего установлено пять различных режимов течения. Получены зависимости коэффициента трения и эффективности смешения от числа Рейнольдса. Показано резкое увеличение эффективности смешения при переходе течения с симметричного на несимметричный стационарный режим. С другой стороны, в области ламинарно-турбулентного перехода эффективность смешения несколько снижается. Обнаружено существенное влияние наличия скольжения на стенках на структуру течения в канале и эффективность смешения.

В настоящей работе осуществлялось физическое моделирование тепловых смерчей в лабораторных условиях. В диапазоне 0 ÷ 300 Гц были обнаружены избирательные частоты, при которых наблюдалось разрушение смерча. Для анализа полученных данных проводились измерения профилей скорости при помощи ЛДИС ЛАД-05М. По результатам, полученным для пульсаций скорости, рассчитывался коэффициент корреляции между значениями скорости в измеряемых точках и функцией cos(2π fΔti), описывающей звуковые колебания. В теоретической части работы на основе решения дисперсионного уравнения модели Эйлера была построена граница устойчивости существования смерчей. Получено удовлетворительное согласование экспериментальных результатов с расчетными.

Описана теоретическая модель трансцилляторного теплопереноса, индуцированного всплывающими в жидкости газовыми пузырьками. Для этого температурная задача редуцирована к эквивалентному интегральному уравнению, а поле скоростей в жидкой фазе представлено в виде структур типа бегущей и стоячей волн. Найдены соотношения для вычисления коэффициента трансцилляторного переноса.