Рассматривается обнаруженный экспериментально эффект значительного увеличения остаточного тепла в металлических мишенях при их облучении фемтосекундными лазерными импульсами в фоновом газе по сравнению с условиями вакуума. Выполнено численное моделирование нагрева платиновой мишени фемтосекундными лазерными импульсами в аргоне при нормальных условиях с учетом пробоя газа в фокусной области лазерного луча перед мишенью. Используемая модель основана на комбинации тепловой модели, описывающей нагрев и фазовые переходы в облучаемом образце, и гидродинамической модели для описания движения фонового газа, возмущенного лазерным излучением в результате многофотонной ионизации. Показано, что горячий фоновый газ эффективно нагревает облучаемый образец. Существенную роль в нагреве играют гидродинамические процессы в фоновом газе.
Представлены результаты экспериментального исследования спектральных характеристик неустойчивого течения в слое смешения сверхзвуковых осесимметричных недорасширенных струй с числом Маха Ma = 1. Потеря устойчивости течения связана с образованием в слое смешения струй возмущений в форме продольных вихревых структур типа вихрей Тейлора–Гертлера. Вследствие этого в слое смешения устанавливается азимутальная стационарная неравномерность распределения полного давления. В результате Фурье-преобразования азимутальных разверток неравномерности распределения давления получены амплитудно-волновые спектры. Анализ спектральных характеристик позволил определить продольный коэффициент нарастания амплитуды возмущений (инкремент) и зависимость инкремента от волновых чисел и степени нерасчетности истечения струй. Определен диапазон волновых чисел, при которых нарастает амплитуда продольных вихревых структур.
В.И. Терехов, Н.Е. Шишкин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН terekhov@itp.nsc.ru, shishkin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: теплообмен, бинарные смеси, адиабатическое испарение, сфера
Страницы: 253-259
Представлены результаты измерения температуры пористой поверхности сферы, через которую подавалась испаряющаяся бинарная смесь жидкостей. В экспериментах использовались водные растворы этилового и метилового спирта и ацетона. Концентрации компонентов смеси изменялись в максимально возможных пределах XL = 0−1, а температура обтекающего сухого воздуха t0 = 15−300 °C. В работе установлено сильное влияние состава смесей на температуру адиабатического испарения. Определяющую роль в процессе тепломассопереноса при этом играет и температура воздуха. Получена экспериментальная корреляция, обобщающая данные по температуре адиабатического испарения в широком диапазоне концентраций компонентов и температур для изученных в опытах бинарных смесей жидкостей.
Изложены основополагающие принципы комплексного эксергетического анализа новых котельных технологий в составе энергоблоков ТЭС. Приведены результаты анализа.
Е. К. Ахметбеков1, А. В. Бильский1,2, Д. М. Маркович1,2, А. А. Маслов1,2, П. А. Поливанов1,2, И. С. Цырюльников1,2, М. И. Ярославцев1 1 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН mironov@itam.nsc.ru 2 Новосибирский государственный университет
Ключевые слова: сверхзвуковые течения, измерение поля скорости, метод трековых частиц
Страницы: 342-352
Представлены результаты измерений полей средней скорости и полей пульсаций скорости в сверхзвуковых потоках с использованием лазерного измерительного комплекса «ПОЛИС». Эксперименты выполнены в сверхзвуковых импульсных и стационарных аэродинамических трубах при числе Маха 4,85 и 6. Прямыми измерениями скорости подтверждена обоснованность методики оценки скорости потока в рабочей части импульсной аэродинамической трубы по измерению давления торможения в форкамере установки. Определены размеры трассирующих частиц, вводимых в сверхзвуковой поток генератором тумана, получены данные о структуре пульсаций скорости в следе за кососрезным газодинамическим свистком в режиме автоколебаний.
С. А. Гапонов, Н. М. Терехова
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН gaponov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: устойчивость, переход, сверхзвуковые и гиперзвуковые течения, нелинейные волны
Страницы: 353-363
В рамках слабонелинейной теории устойчивости рассмотрено взаимодействие возмущений в сверхзвуковом пограничном слое при числе Маха M = 2 на непроницаемой и пористой поверхностях. Проведено моделирование взаимосвязей в нескольких триплетах, составленных из двумерных и трехмерных волн, на частотах, связанных условиями фазового синхронизма. Выявлено, что на непроницаемой поверхности их взаимодействия значительно сильнее в несимметричном триплете. Установлено, что на пористой поверхности линейные инкременты вихревых возмущений значительно увеличиваются, расширяется область опасных частот и возрастает пространственная протяженность существования растущих колебаний. Нелинейные взаимодействия, как правило, значительно интенсивнее по сравнению с непроницаемой поверхностью, они осуществляются в широком частотном диапазоне, что приводит к широкополосному нарастанию субгармонических вихревых волн Толлмина−Шлихтинга. Увеличение пористости поверхности приводит к интенсификации нелинейных процессов.
В. И. Корнилов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН kornilov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: переход пограничного слоя, сверх- и гиперзвуковые скорости, плоская пластина, обобщение экспериментальных данных
Страницы: 365-373
Экспериментально исследовано положение перехода пограничного слоя из ламинарного состояния в турбулентное на гладкой плоской пластине при нулевом угле атаки в диапазоне чисел Маха М∞ = 2−6. Показано, что результаты измерений конца области перехода обобщаются простой и доступной для практического использования зависимостью, не требующей дополнительных измерений, которая справедлива в диапазоне чисел Маха М∞ = 2−10, и с погрешностью, не превышающей 20 %, может быть использована для оценки положения переходной области на плоской пластине в геометрически подобных аэродинамических трубах.
И. А. Бедарев1, М. А. Гольдфельд1, Ю. В. Захарова1, Н. Н. Федорова1,2 1 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН 2 Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) nfed@itam.nsc.ru
Ключевые слова: высокоэнтальпийные течения, отрыв, математическое моделирование, турбулентность
Страницы: 375-386
Представлены результаты численного моделирования и экспериментальных исследований высокоэнтальпийных турбулентных течений в окрестности 90-градусных обратных уступов при числах Маха M∞ = 2−4. Эксперименты выполнены в трубе кратковременного действия ИТ-302M ИТПМ СО РАН. Расчеты проведены на основе полных осредненных по Фавру уравнений Навье−Стокса, дополненных моделью турбулентности Уилкокса. При различных числах Маха численно исследовано влияние температурного фактора на структуру течения в отрывной зоне и распределения температуры. Показано, что температура стенки существенно влияет на количество и размеры рециркуляционных вихрей, а также на распределение температуры в зоне отрыва и присоединения потока. Результаты расчетов сопоставлены с экспериментальными данными по распределению давления на поверхности модели и волновой структуре течения.
В. М. Молочников, Н. И. Михеев, О. А. Душина
Исследовательский центр проблем энергетики Казанского научного центра РАН vmolochnikov@mail.ru
Ключевые слова: моделирование, отрывные течения, выступ, обращенный назад уступ, номинально ламинарное течение, модель турбулентности
Страницы: 387-394
Представлены результаты численного моделирования ламинарного и турбулентного обтекания обратного уступа и выступа в канале с использованием коммерческого пакета Fluent. Результаты расчета сравниваются с экспериментальными данными.
Ю. И. Герасимов1, В. Н. Ярыгин2, А. Н. Крылов1, Б. А. Сагдуллин3 1 РКК «Энергия» им. С.П. Королева 2 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН yarygin@itp.nsc.ru 3 Московский физико-технический институт
Ключевые слова: космические аппараты, двигатели ориентации и управления, выхлопные факелы, взаимодействие струй, структура течения, моделирование в вакуумных камерах
Страницы: 395-404
Экспериментально и численно исследуется газодинамическая структура течения в зоне взаимодействия струй, истекающих с сильной степенью недорасширения из двух сверхзвуковых сопел, расположенных около корпуса космического аппарата. Методом электронного пучка получены продольные и поперечные распределения плотности. Проведено их сравнение с результатами расчета невязкого газа. Получены обобщенные зависимости для определения величины плотности газа в области взаимодействия двух струй и положения границы этой зоны.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
