Г. П. Клеменков, Ю. М. Приходько, Л. Н. Пузырев, А. М. Харитонов
Ключевые слова: обледенение, аэроклиматическая труба, противообледенительная система
Страницы: 563-572
Рассмотрены различные виды обледенения летательных аппаратов. Выбраны и обоснованы безразмерные параметры подобия. Обоснована необходимость создания аэроклиматической трубы для моделирования процессов обледенения. Приведена возможная конструктивная схема аэроклиматической трубы. Целесообразно создать специальный маломасштабный стенд, что позволит отработать способы создания равномерного поля концентраций переохлажденных капель заданного размера, а также выявить эффективность различных противообледенительных систем и покрытий.
Выполнена оценка экономии топлива на траектории разгона воздушно-космического самолета при подводе энергии в набегающий поток. Начальная и конечная скорости полета заданы. Использована модель глиссирующего полета над холодным воздухом в бесконечном изобарическом тепловом следе. Сравнение расходов топлива произведено на оптимальных траекториях. Расчеты выполнены при использовании комбинированной силовой установки, состоящей из прямоточного воздушно-реактивного двигателя и жидкостного ракетного двигателя. В первой части статьи для оценки тяги и удельного импульса ПВРД построена эксергетическая модель. Для оценки аэродинамического сопротивления летательного аппарата используется квадратичная зависимость от аэродинамической подъемной силы. Энергия на нагрев потока получается за счет эквивалентного уменьшения эксергии продуктов сгорания. Получены зависимости увеличения коэффициента дальности крейсерского полета при различных числах Маха. Во второй части статьи приводится математическая модель разгонного участка траектории полета летательного аппарата и результаты расчета по уменьшению затрат топлива на траектории разгона при заданном значении подводимой перед летательным аппаратом энергии.
Представлены результаты экспериментальных исследований возникновения турбулентности в градиентном пограничном слое при повышенной степени турбулентности набегающего потока. Впервые показано, что пограничный слой на крыле в условиях повышенной степени турбулентности модулирован полосчатыми структурами, как и в случае плоской пластины. Смоделирован один из возможных механизмов возникновения турбулентных пятен в пограничном слое крыла при взаимодействии полосчатых структур с высокочастотными волнами. Представлены качественные и количественные данные о развитии полосчатых структур в пограничном слое прямого и скользящего крыльев. Выявлены определенные различия в эволюции полосчатых структур в пограничном слое крыла и плоской пластины.
Г.В. Петров
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, smorodsk@itam.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой, устойчивость, нелинейность, переход к турбулентности
Страницы: 599-602
С помощью нелинейных параболизованных уравнений устойчивости рассчитаны гармоники волн Толлмина-Шлихтинга в сжимаемом пограничном слое на пластине. Показано, что при нарастании (вниз по течению) амплитуды второй гармоники до значений порядка амплитуды основной гармоники темп роста последней резко увеличивается. Подобное быстрое отклонение от результатов линейной теории характеризует начало перехода пограничного слоя в турбулентное состояние. Расчеты выполнены для чисел Маха М = 0,01 и 2.
Представлены результаты визуализации и комбинированных измерений параметров потока в отрывном течении за выступом в канале при номинально ламинарном режиме течения. Установлено, что течение в отрывной области является существенно трехмерным и нестационарным с выраженной ячеистой структурой и наличием зон с движением в трансверсальном направлении. Показано, что отрыв потока за выступом инициирует появление низкочастотных колебаний скорости потока и начало перехода к турбулентному режиму течения в канале. Выявлено значение критического числа Рейнольдса, соответствующее началу развития неустойчивости течения в канале. Показано, что при превышении критического числа Рейнольдса линейный интегральный масштаб пульсаций скорости потока в канале определяется размерами канала.
Рассмотрено влияние колебаний основного потока на эффективность нестационарной газовой завесы. Подтверждена возможность применения критического значения модифицированного критерия Струхаля для однорядной перфорации при идентификации квазистационарного режима в случае двухрядной перфорации. Отмечено проникновение возмущений внутрь каналов перфорации, что связано с эффектом "вантуза". Показано, что влияние нестационарности на эффективность завесы проявляется слабее для двухрядной перфорации по сравнению с однорядной.
Построена математическая модель динамики пузырька, в которой изменение формы межфазной поверхности представляется в виде ряда по сферическим гармоникам, а соотношения записываются
с точностью до квадрата амплитуды искажения сферической формы пузырька. На режимах колебаний, близких к периодической сонолюминесценции отдельного пузырька в стоячей акустической волне, изучен характер колебаний воздушного пузырька в воде в зависимости от его начального радиуса и амплитуды изменения давления жидкости. Установлено, что за границей области линейно-устойчивых сферических колебаний могут иметь место несферические колебания ограниченной амплитуды. При этом наблюдаются как колебания с периодом, равным одному или нескольким периодам изменения давления жидкости, так и апериодические колебания. Показано, что пренебрежение искажениями
в виде сферических гармоник с большими номерами ( > 3) может приводить к смене режимов колебаний. При этом влияние искажений на форму поверхности пузырька для гармоник с > 8 незначительно.
Представлены результаты экспериментальных исследований влияния акустических резонаторов на акустические и тяговые характеристики прямоточной эжекторной камеры сгорания при вибрационном горении водорода. Применялись резонаторы, имеющие одинаковое горло и разные диаметры
полостей. Показано, что для имеющих одинаковые объемы резонаторов наибольшие тяговые характеристики достигаются в том случае, если диаметр полости мало отличается от диаметра горла резонатора.
В.В. Кузнецов, С.П. Козлов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск Новосибирский государственный университет, vladkus@itp.nsc.ru
Страницы: 541-549
Проведено численное моделирование течения реагирующей смеси паров метанола и воды в двумерном плоском микроканале при активировании химических превращений на стенке канала. Моделирование проводилось в рамках уравнений Навьев€’Стокса для ламинарного течения многокомпонентного сжимаемого газа. Исследована взаимосвязь тепловых, диффузионных и физико-химических процессов в условиях сильной эндотермической реакции и распределенного внешнего подвода тепла
по длине канала. Показано, что существенным является не только количество подведенного к зоне реакции тепла, но и способ его подвода по длине канала, что позволяет оптимизировать компактный реактор для получения водорода.
Б.И. Михайлов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, lab16@itam.nsc.ru
Ключевые слова: Трубчатые электроды, сканирование, привязка дуги, соленоид, эрозия
Страницы: 551-553
Рассмотрена физическая природа автосканирования в плазмотронах с трубчатыми электродами, показана его исключительная простота по сравнению с аэромагнитным и газовым способами сканирования.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
