Выполнено моделирование крупных вихрей нестационарного течения и теплообмена в области взаимодействия круглой турбулентной струи с нормально расположенной плоской преградой. Фильтрованные по пространству уравнения Навье—Стокса замыкаются RNG-моделью вихревой вязкости, в которой учитывается кривизна линий тока в области разворота потока. Расчеты проводятся для различных относительных расстояний от среза сопла до преграды и чисел Рейнольдса. Анализируется зависимость между распределением числа Нуссельта по поверхности преграды и вихревой структурой струи. Проводится сравнение локальных и интегральных характеристик потока с данными физического эксперимента.
Е. А. Карабут
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск; karabut@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: уравнения Навье—Стокса, свободная граница, капиллярность, длинные волны
Страницы: 68-78
Рассматривается стационарное течение тонкой пленки вязкой несжимаемой жидкости на вращающемся цилиндре, направление оси которого перпендикулярно направлению силы тяжести. На свободной поверхности учитывается капиллярность. Решаются уравнения тонкого слоя, полученные В. В. Пухначевым, которые зависят от числа Галилея и капиллярного числа. Равенство нулю первого параметра означает, что сила тяжести равна нулю. Если второй параметр равен нулю, то равен нулю и коэффициент поверхностного натяжения. С использованием метода коллокаций определены значения этих параметров, при которых решения существуют, а также количество решений. Численно найдено еще одно решение, соответствующее свободной поверхности каплевидной формы. Изучено изменение параметров течения при изменении числа Галилея и капиллярного числа. Численно исследовано ветвление решений.
В. Л. Сенницкий
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск; svovl@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: жидкость, включение, однородные и неоднородные колебания жидкости
Страницы: 79-85
Осуществлен подход к построению количественных характеристик неоднородности колебаний жидкости. Рассмотрена новая задача о движении включения в колеблющейся жидкости.
В. К. Баев, А. В. Федоров, В. М. Фомин, Т. А. Хмель
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск; fedorov@itam.nsc.ru, khmel@itam.nsc.ru
Ключевые слова: ячеисто-пористые материалы, вращение, внутренние и внешние течения, эксперимент, численное моделирование
Страницы: 86-96
Численно и экспериментально исследованы два типа течений газа, возникающих вблизи быстровращающегося ячеисто-пористого диска. Для течения вокруг диска, вращающегося в свободном пространстве, определена граница стационарности и установлены тип и сценарий потери устойчивости. Переходные течения характеризуются образованием дорожки вихрей на границе выходящей струи. Численное моделирование течения при вращении ячеисто-пористого диска вблизи плоского экрана выявило возможность формирования замкнутого винтового течения, приводящего к перераспределению закрутки в зазоре между диском и плоским экраном. Результаты расчетов позволяют дать объяснение наблюдаемому в экспериментах превышению тангенциальной скорости в зазоре над скоростью вращения диска.
В. М. Козин, А. В. Погорелова*
Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет, 681013 Комсомольск-на-Амуре *Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН, 681005 Комсомольск-на-Амуре; sasha@imim.ru
Ключевые слова: несжимаемая жидкость, мелкобитый лед, амфибийное судно на воздушной подушке, нестационарное движение, волновое сопротивление
Страницы: 97-102
Рассматривается прямолинейное нестационарное движение амфибийного судна на воздушной подушке (СВПА) по поверхности водоема, покрытого мелкобитым льдом, при различных режимах изменения скорости. Анализируется влияние глубины водоема, параметров флотации и режима движения на волновое сопротивление судна. Предлагаются способы маневрирования, позволяющие повысить или понизить волновое сопротивление СВПА.
В. И. Терехов, Н. И. Ярыгина, Я. И. Смульский
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск terekhov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: турбулентное течение, поворот ребра, трехмерный отрывной поток
Страницы: 103-109
Представлены результаты экспериментального исследования обтекания турбулентным потоком плоского ребра при различных значениях угла поворота к направлению течения и высоты ребра. Угол поворота ребра к потоку изменялся в диапазоне φ = 50 ÷ 90°. Визуализированы картины вихреобразования и определены координаты линии присоединения. Показано, что с уменьшением угла φ деформируется область присоединения и усиливается трехмерность потока за ребром. При варьировании угла ориентации φ в различных продольных сечениях канала за ребром измерены коэффициенты давления. На поверхности за ребром термографическим методом и с помощью термопар определены температурные поля и по ним рассчитаны коэффициенты теплоотдачи. Проанализировано влияние угла поворота ребра к потоку и высоты ребра на динамические и тепловые характеристики отрывного течения.
Ю. Я. Трифонов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск; trifonov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: вязкое течение пленок, волнистые поверхности, устойчивость, нелинейные волновые режимы
Страницы: 110-120
Проведен теоретический анализ линейной и нелинейной устойчивостей стекания вязких пленок по волнистой стенке по отношению к возмущениям свободной поверхности. Исследования выполнены с использованием интегрального подхода в диапазонах параметров, где результаты расчетов и соответствующие решения уравнений Навье—Стокса (волновое стекание вдоль гладкой стенки и безволновое течение вдоль гофрированной поверхности) хорошо согласуются. Показано, что при небольших числах Рейнольдса существует диапазон параметров гофрирования (амплитуда и период), в котором все линейные возмущения свободной поверхности затухают. При больших числах Рейнольдса безволновое стекание неустойчиво. Определены различные нелинейные волновые режимы при изменении амплитуды гофрирования.
Ю. Д. Варламов, Ю. П. Мещеряков*, М. Р. Предтеченский, С. Н. Ульянкин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск; *Конструкторско-технологический филиал Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск; varlamov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: микрокапли, пористые среды, впитывание
Страницы: 121-130
Теоретически и экспериментально исследовано впитывание микрокапель двухслойными пористыми средами. Представлена и верифицирована двумерная модель перетекания жидкости из капли в пористую среду, основанная на совместном численном решении уравнений Эйлера с учетом сил поверхностного натяжения и уравнения нестационарной фильтрации. Приведены результаты анализа влияния структурных параметров двухслойной пористой среды (размера пор в слоях, их пористости и толщины) на впитывание капель. Показано, что наличие второго слоя может оказать существенное влияние на скорость впитывания капель и характер распределения жидкости в среде. Установлено, что размер пор является доминирующим параметром, определяющим влияние второго слоя.
О. Н. Крюкова, А. Г. Князева
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021 Томск anna@ispms.tsc.ru
Ключевые слова: наплавка, растворение, критические условия, теплопроводность
Страницы: 131-142
Предложена модель процесса электронно-лучевой обработки поверхностей с учетом растворения модифицирующих частиц в расплаве. Определены критические условия для различных режимов наплавки, в ходе которой формируется практически гомогенное либо композиционное покрытие. Проведено подробное параметрическое исследование одномерного варианта модели.
М. А. Кулеш, В. П. Матвеенко, И. Н. Шардаков
Институт механики сплошных сред УрО РАН, 614013 Пермь; kma@icmm.ru, mvp@icmm.ru, shardakov@icmm.ru
Ключевые слова: волна Лэмба, дисперсия, среда Коссера, аналитические решения
Страницы: 143-150
В рамках модели среды Коссера рассмотрена задача о распространении упругой волны Лэмба в тонкой пластине. Деформированное состояние характеризуется независимыми векторами перемещения и поворота. Решения уравнений движения ищутся в виде волновых пакетов, задаваемых спектром Фурье произвольной формы для трех компонент вектора перемещения и трех компонент вектора поворота, зависящих от времени, глубины и продольной координаты. Исходная система уравнений распадается на две, одна из которых описывает волну Лэмба, а вторая соответствует поперечной волне с амплитудой, зависящей от глубины. Для волн обоих типов получены аналитические решения в перемещениях. В отличие от волны Лэмба полученное решение для поперечной волны не имеет аналогов в классической теории упругости. Проведено сравнение решения для поперечной волны с решением для волны Лэмба.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
