Главная – Журналы – Поиск по журналам

В работе изложены результаты математического моделирования крупномасштабных течений в местностях со сложным топографическим рельефом. Основу трехмерного нестационарного моделирования составляют осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье-Стокса. Для отслеживания положения свободной границы применяется известный метод объема жидкости, имплементированный в решатель interFoam открытого пакета OpenFOAM 1.7.1. Адекватность математической модели проверяется путем сравнения с экспериментальными данными. Эффективность примененной технологии иллюстрируется на примере моделирования прорыва плотин Папанского (Кыргызстан) и Андижанского (Узбекистан) водохранилищ вблизи города Ош (Кыргызстан).

Предложена постановка и численное решение задачи о зажигании стенки из дерева в результате действия очага пожара на основе математической модели пористой реагирующей среды. Получено, что зажигание исходного реагента определяется процессами сушки, пиролиза (реакциями разложения и синтеза) сухой древесины, реакцией окисления оксида углерода, а также теплофизическими свойствами древесины.

Стационарным методом коаксиальных цилиндров исследована теплопроводность хладагента R-415A в паровой фазе в интервале температур 308–415 K и давлений 0,12–1,68 МПа. Определена аппроксимирующая зависимость теплопроводности от давления и температуры. Рассчитана теплопроводность на линии конденсации и в идеально-газовом состоянии.

Исследования проводились при числе Маха М = 6. Наблюдения пульсаций потока выполнялись с помощью высокочастотных измерений давления, теплового потока и термоанемометрии. Измерения проводились в широком диапазоне чисел Re₁ при разном расположении и расстоянии датчиков от среза сопла. Показано, что шум установки при движении по продольной координате изменяется слабо, при движении вдоль радиальной координате наблюдается небольшое увеличение уровня пульсаций в связи с приближением к слою смешения, также получено распределение осевой асимметрии уровня шума.

Рассмотрена задача о повышении давления при тепловом воздействии через недеформируемую стенку на жидкость, находящуюся в замкнутом объеме. Для случаев плоской, радиально-симметричной и сферически-симметричной постановок задачи получены решения, описывающие изменение давления вследствие термического расширения и фазовых переходов. Проанализировано влияние начального состояния жидкости и формы замкнутого объема на темп изменения давления.

Проведена теоретическая и экспериментальная оценка применения метода исследования распыления жидкостей, основанного на анализе частиц солевого остатка, сформированного в результате испарения капель при распылении модельных водных растворов NaCl. Приведены результаты исследования дисперсного состава капель в факеле импульсного и ультразвукового распылителей. Установлено, что при импульсном распылении формируются частицы солевого остатка различной морфологии, что указывает на нестационарные условия эволюции капель.

В работе предложен новый метод расчета теплопроводности газовой смеси с учетом протекающих в ней химических реакций, позволяющий оценивать вклад в химическую составляющую теплопроводности от каждой реакции в отдельности. Также представлено краткое описание использованного в работе метода определения парных интегралов столкновения. Было проведено сравнение результатов расчета по предложенному методу с экспериментальными данными и с данными, полученными по существующим методам расчета в диапазоне температур 500-2500 K при атмосферном давлении. Сравнение проводилось как для чистых газов, так и для газовых смесей, в том числе для продуктов сгорания твердых топлив. Полученные результаты могут применяться при разработке и проектировании систем, связанных с теплообменом, газодинамикой, переработкой твердых и жидких топлив, например котельных агрегатов, авиадвигателей и в других приложениях.

Настоящая работа объединяет экспериментальные данные, полученные с участием ее авторов, по управлению отрывным обтеканием моделей крыла при низких дозвуковых скоростях потока. Рассматриваются возможные способы сокращения размеров зоны отрыва с использованием нестационарных и стационарных гидродинамических возмущений. Результаты исследований, выполненных в нескольких аэродинамических трубах на тестовых моделях различного удлинения, показывают, что модифицировать обтекание крыла удается при возбуждении течения на его ограниченном участке, много меньшем трансверсального размера отрывной области. В основе такого подхода к управлению течением с отрывом ламинарного пограничного слоя ⎯ зависимость его крупномасштабной структуры от пространственно локализованных возмущений потока.

Исследована возможность использования простых физических моделей для описания свойств несжимаемого турбулентного пограничного слоя, формирующегося при обтекании проницаемой стенки при варьируемом значении микровдува воздуха. Показано, что масштаб скорости U_∞δ^*/δ₉₉ может успешно применяться для аппроксимации распределения скоростей во внешней области пограничного слоя. Использование указанного масштаба создает предпосылки для инвариантности профилей скорости относительно чисел Рейнольдса, что существенно облегчает процесс анализа экспериментальных данных, делая его независимым от условий формирования потока выше области измерений. Распределение скоростей в логарифмической области пограничного слоя над проницаемой поверхностью может описываться модифицированным законом стенки с константой C₀, равной соответствующему значению в каноническом пограничном слое, и с величиной K, являющейся слабой функцией параметра вдува.

Проведено численное исследование процесса входа ударной волны с числом Маха M_is = 2,03 и дальнейшего ее распространения в микроканале с использованием кинетического и континуального подходов. Численное моделирование на основе уравнений Навье−Стокса и метода прямого статистического моделирования проведено для различных чисел Кнудсена Kn = 8·10⁻³ и 8·10⁻², определенных по полувысоте микроканала. При числе Кнудсена Kn = 8·10⁻³ обнаружено усиление ударной волны после входа в микроканал. Далее вниз по течению происходит затухание ударной волны, что качественно согласуется с экспериментальными данными. Показано, что квазиодномерная модель (без учета вязкости и теплопроводности) распространения ударной волны по каналу с разрывом в поперечном сечении согласуется с численным моделированием на основе уравнений Эйлера. Для обоих случаев наблюдается ускорение (усиление) ударной волны после входа в микроканал. При числе Кнудсена Kn = 8·10⁻² проведено исследование влияния формы входа на распространение ударной волны по микроканалу. Обнаружено интенсивное затухание ударной волны в трех случаях: канал с разрывом поперечного сечения, соединение двух каналов с дополнительной тонкой разделительной пластиной, закругленное соединение в виде сектора с углом 90° (четверть окружности). Показано, что форма входа в микроканал может влиять на дальнейшее распространение ударной волны. При закругленном входе ударная волна распространяется с наибольшей скоростью.