Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлены экспериментальные данные по исследованию устойчивости трехмерного сверхзвукового пограничного слоя на скользящем крыле. Эксперименты выполнены на модели скользящего крыла, имеющего чечевицеобразный профиль, с углом скольжения передней кромки 40° при нулевом угле атаки. Для ламинаризации сверхзвукового пограничного слоя на скользящем крыле использовалась распределенная шероховатость. Впервые проведено исследование взаимодействия бегущих и стационарных возмущений. Выявлены некоторые особенности этого взаимодействия. Показано, что основной причиной возникновения турбулентности в сверхзвуковом пограничном слое на скользящем крыле является вторичная неустойчивость поперечного течения.

Рассматривается стационарное распространение границы паровой каверны в слое метастабильной жидкости вдоль поверхности нагревателя. Температура и скорость распространения межфазной поверхности определяются из уравнений баланса массы, импульса, энергии в окрестности лобовой точки паровой каверны и условия устойчивости стационарного движения межфазной поверхности. Показано, что решение этих уравнений существует только в том случае, если перегрев больше порогового значения. Расчетная скорость движения межфазной границы, а также пороговое значение температуры удовлетворительно согласуются с имеющимися экспериментальными данными для различных жидкостей в широких диапазонах давления насыщения и температуры перегретой жидкости.

Рассматривается осесимметричная задача о вытеснении пластовых флюидов фильтратом бурового раствора при бурении скважин с учетом образования глинистой корки. Анализируется распределение и изменение основных параметров процесса: объема фильтрата, толщины глинистой корки, нефтенасыщенности, давления. Определяется расположение фронтов водонасыщенности и концентрации солей. Полученные результаты сопоставляются с результатами геофизических исследований, выполненных при бурении вертикальных скважин.

В рамках двухфазной модели Иорданского—Когарко—ван Вингаардена в одномерной постановке численно исследована динамика формирования кавитационных зон в жидкости при отражении ударного импульса от свободной поверхности. Показано, что формирование вблизи свободной поверхности системы кавитационных зон (кластеров) с динамически возрастающей объемной концентрацией газовой фазы обусловлено осцилляциями структуры профиля волны разрежения. Быстрая релаксация растягивающих напряжений в зоне кавитации завершается формированием квазистационарного поля массовых скоростей, что обеспечивает практически неограниченный рост кавитационных пузырьков в приповерхностных кластерах и объясняет возникновение “откольных” слоев, наблюдаемых в эксперименте.

Рассмотрена полуэмпирическая двумерная модель турбулентности второго порядка в приближении дальнего турбулентного следа. Искомыми величинами являются дефект скорости, турбулентная кинетическая энергия, диссипация энергии и напряжение Рейнольдса. Найдена полная группа преобразований, допускаемая этой моделью. Построены автомодельные решения, удовлетворяющие естественным краевым условиям. Полученные решения согласуются с экспериментальными данными.

Методом прямого численного моделирования получены индикатрисы рассеяния несферических частиц при их отскоке от гладкой и шероховатой поверхностей. Рассматривались частицы, имеющие форму эллипсоидов вращения, прямоугольных призм и призм со срезанными вершинами. Шероховатость поверхности задавалась в виде двумерного профиля, рассеивающие характеристики которого близки к рассеивающим характеристикам для реальной шероховатости, возникающей в результате абразивной эрозии поверхности, обтекаемой высокоскоростным потоком газовзвеси. Ударное взаимодействие отдельной частицы с поверхностью рассматривалось в трехмерной постановке. Установлено, что индикатрисы рассеяния отраженных частиц существенно зависят от их формы при отскоке от гладкой поверхности и практически не зависят от нее при отскоке от шероховатой поверхности.

Изучено течение тонкой пленки вязкой жидкости, стекающей по вертикальной стенке в поле силы тяжести. Значения температур на твердой стенке и свободной поверхности постоянны. Коэффициенты вязкости и температуропроводности являются функциями температуры. Для малых расходов в длинноволновом приближении получено уравнение, описывающее эволюцию возмущений поверхности.

С использованием полных уравнений Навье — Стокса проведен теоретический анализ процесса стекания вязких пленок по гладкой поверхности. Определены границы области применимости асимптотического и интегрального подходов к описанию волн на стекающих пленках. В широком диапазоне значений чисел Рейнольдса и Капицы рассчитаны различные нелинейные волновые режимы стекания и исследована их устойчивость. Показано, что при малых числах Капицы результаты асимптотического подхода становятся неприменимыми практически для всех чисел Рейнольдса. При больших числах Капицы существенное различие между решением, полученным с использованием асимптотического метода, и расчетом с помощью уравнений Навье — Стокса наблюдается начиная с умеренных чисел Рейнольдса. При больших числах Рейнольдса отсутствует зависимость длины волны нейтральных возмущений от расхода жидкости и фазовая скорость нейтральных возмущений близка к скорости свободной поверхности. Из расчетов нелинейных волновых режимов при умеренных числах Рейнольдса следует наличие внутренних вихревых зон. Показано, что существует лишь несколько семейств стационарно бегущих решений (при расчете по интегральной модели получено счетное множество различных семейств таких решений).

Рассмотрена стационарная математическая модель, описывающая интегральное по времени воздействие на нефтенасыщенный пласт в процессе бурения. Проведено сравнение результатов расчетов с решением задачи в точной нестационарной постановке. На основе численного моделирования выявлены особенности формирования зоны проникновения при бурении вертикальных скважин применительно к водо- и нефтенасыщенным коллекторам.

На примере нескольких конструкционных сплавов различного типа показана возможность сопоставления интенсивности процессов ползучести и длительности до разрушения этих материалов. Уравнение ползучести записывается в безразмерном виде, что позволяет в нормированных величинах сравнивать процессы ползучести вплоть до разрушения, оценивать их различие и в случае совпадения нормированных величин для ряда материалов в соответствующих этим величинам температурно-силовых режимах нагружения моделировать указанные процессы на основе экспериментальных данных для одного из этих материалов.