Главная – Журналы – Поиск по журналам

В рамках кинетического подхода для произвольных значений числа Прандтля построено аналитическое (в виде ряда Неймана) решение задачи о вычислении потока тепла в плоском канале при наличии параллельного стенкам градиента давления (в задаче о плоском течении Пуазейля). В качестве основного уравнения используется эллипсоидально-статистическая модель кинетического уравнения Больцмана, а в качестве граничного условия ⎯ модель диффузного отражения. Проведенный численный анализ окончательных выражений, полученных в настоящей работе, показал существенную зависимость потока тепла от значения числа Прандтля газа для каналов, толщина которых сравнима со средней длиной свободного пробега молекул газа.

Рассмотрено натекание сверхзвуковой струи на преграду, перед которой искусственно с помощью иглы или частицы создается коническая отрывная зона в условиях, близких по геометрическим и динамическим параметрам к условиям холодного газодинамического напыления. Проведено численное моделирование, результаты которого качественно соответствуют наблюдаемым экспериментальным данным. Предварительный анализ формирующейся картины натекания показывает, что в локальной кольцевой области возможна реализация более благоприятных условий холодного газодинамического напыления высокодисперсных частиц с размером близким или несколько меньше 1 мкм, чем в обычных условиях.

В работе представлены результаты исследования структуры вихревого следа и измерения мгновенных распределений трехмерного поля скорости за моделью ротора трехлопастной турбины. Изучены два режима обтекания ротора с разными значениями быстроходности. Сначала структура следа была визуализирована, а количественные данные были получены методом определения поля скорости по трекам частиц: стерео PIV системой цифровой трассерной визуализации. Проведенные исследования не только позволили диагностировать и восстановить мгновенную структуру трехмерного поля скорости в продольном сечении течения за трехлопастным ротором при разных его быстроходностях, но и позволили подтвердить и обосновать некоторые предположения и гипотезы классических теорий ротора.

Рассматривается стационарное ламинарное течение неньютоновских жидкостей в изогнутых каналах (отводах и поворотах). Представлена математическая модель и результаты численных исследований. Проведен сравнительный анализ гидравлического сопротивления в изогнутых каналах для псевдопластичной, ньютоновской и дилатантной жидкостей.

На основе уравнений двухтемпературной аэрогидродинамики численно исследовано влия-ние колебательной релаксации на подавление неустойчивости КельвинаГельмгольца в развивающемся во времени сдвиговом слое колебательно-неравновесного двухатомного газа.

В линейном и нелинейном приближении (слабонелинейная теория устойчивости) рассмотрено взаимодействие возмущений в пограничном слое сжимаемого газа при наличии массообмена (вдува или отсоса) на поверхности. Рассмотрены режимы умеренных (число Маха М = 2) и высоких (М = 5,35) сверхзвуковых скоростей. Показано, что отсос с поверхности приводит к значительному изменению линейной эволюции возмущений: вихревые возмущения первой моды и акустические возмущения второй моды стабилизируются, степень изменения определяется значением степени отсоса. Рассмотрены нелинейные взаимодействия в трехволновых системах между вихревыми волнами в несимметричных триплетах на М = 2 и между волнами разной природы (акустическими и вихревыми)  в симметричных на М = 5,35. В последних волной накачки выступает плоская акустическая волна, которая возбуждает трехмерные субгармонические компоненты вихревой природы. Показано, что с помощью отсоса можно значитель¬но затянуть область перехода, тем самым уменьшить сопротивление трения. В режиме вдува происходят сильные деформации средних полей пограничных слоев, приводя¬щие к дестабилизации и вихревых и акустических волн в линейной области и активизирующие нелиней¬ные процессы в области перехода. Можно ожидать, что это приведет к ускорению турбулизации при сверхзвуковом обтекании.

Теоретически исследуется устойчивость совместного течения пленки жидкости и турбулентного потока газа для произвольного угла между направлением газового потока и силой гравитации. Трехмерное волновое течение пленки описывается на основе интегрального подхода и квазиламинарной модели турбулентного потока газа. Для случая вертикальной пленки и горизонтального потока газа проведены расчеты инкремента и фазовой скорости волн в зависимости от направления их распространения. Расчеты показывают, что наличие поперечного газового потока существенно увеличивает область неустойчивости, а также диапазон направлений, в которых на поверхности пленки распространяются быстро растущие возмуще-ния.

Рассматриваются течения вязкой пленки жидкости по внешней поверхности вертикального цилиндра. Исследование волновых режимов в случае малых расходов и больших радиусов цилиндра сводится к анализу решений одного нелинейного эволюционного уравнения для толщины пленки. В рассматриваемой модели существует счетное число стационарно-бегущих семейств решений. Большинство из них в свою очередь неустойчиво к двумерным и трехмерным возмущениям. В силу этого, эволюция начальных возмущений в разных областях значений параметров существенно различается. В работе приводятся некоторые характерные сценарии развития возмущений. Особый интерес представляют начальные возмущения с определенными симметриями, которые сохраняются в процессе эволюции. В этих случаях решения притягиваются к стационарно-бегущим решениям, обладающими такими же симметриями.

Впервые проведено численное моделирование динамического процесса повторного смачивания перегретой поверхности гравитационно стекающей пленкой криогенной жидкости с учетом локальной распределенности коэффициента теплоотдачи в смоченной зоне вдоль двумерного фронта. В численном эксперименте получена форма фронта, удовлетворительно согласующаяся с наблюдаемыми в опытах самоорганизующимися регулярными структурами. Исследована эволюция формы фронта. Показано, что локальные скорости движения разных областей двумерного фронта смачивания существенно различны. Полное время переходного процесса определяется минимальными значениями скорости перемещения границ испаряющейся жидкости в зонах фронта между кипящими струями. Модель позволяет количественно определить переменную во времени и пространстве скорость фронта смачивания и температурные поля в нагревателе. Достоверность результатов расчета подтверждена прямым сравнением с экспериментальными данными.

Проведено экспериментальное исследование истечения перегретой воды из камеры высокого давления через короткие цилиндрический и щелевой каналы. Установлена связь механизмов парообразования в перегретой жидкости (вскипания на единичных, не взаимодействующих центрах, интенсивного гетерогенного парообразования, гомогенного флуктуационного зародышеобразования) с соответст¬вующими формами струи перегретой воды. Определены температурные интервалы, в которых наблюдались переходные режимы вскипания. Показано, что в переходных режимах вскипания наблюдается возрастание амплитуды пульсаций параметров струи, и в спектрах мощности пульсаций появляется низкочастотная 1/f составляю-щая.