Главная – Журналы – Поиск по журналам

Разработан и применен для решения задач оптимизации формы решеток профилей метод, названный вариационно-градиентным и основанный на вычислении градиента функционала оптимизационной задачи с использованием значений вариаций параметров течения по переменным проектирования, определяемых из системы уравнений газовой динамики в вариациях. Проведено тестовое сравнение его эффективности с аналогичным (градиентным) методом, в котором градиент функционала вычисляется с помощью конечных разностей при решении конкретных задач оптимизации профилей решеток. Получено существенное ускорение процесса поиска экстремума. Приведены численные и графические результаты решения задач оптимизации формы решеток профилей.

Проводится прямое численное моделирование полностью развитого турбулентного течения в канале. Для решения полных уравнений Навье – Стокса используется метод контрольного объема на неравномерной сетке и схемы повышенной разрешающей способности по времени и пространству. Результаты прямого численного моделирования используются для сравнения с выражениями для демпфирующих функций и источниковых членов, постулируемыми в низкорейнольдсовых версиях – модели турбулентности. Указываются модели, имеющие удовлетворительное согласование с результатами прямого численного моделирования.

Приведены результаты экспериментального исследования характеристик волнового поля, создаваемого в потоке рабочей секции сверхзвуковой аэродинамической трубы пьезокерамическим излучателем, расположенным в форкамере сопла, и кососрезным газодинамическим свистком, расположенным на срезе сопла.

Произведен расчет фазовой скорости и затухания волны деформации в слое вязкоупругого материала, жестко закрепленного на твердом основании. Проанализирована внутренняя структура волны – соотношение между продольным и поперечным смещением, а также профили этих смещений. Выявлена сильная зависимость характеристик волны от сжимаемости среды. Подробно исследовано влияние вязких потерь на параметры основной моды колебаний. Произведено сравнение с моделью локально-деформируемого покрытия. Предложен новый метод измерения волновых свойств податливого покрытия – зависимости скорости деформационной волны от частоты и степени ее затухания. Проведены измерения этих свойств для кремнийорганической резины СКТН-1. Уточнена методика прогнозирования области параметров податливого покрытия и турбулентного течения для уменьшения трения.

Изучалось нестационарное свободно-конвективное обтекание изотермической вертикальной пластины с постоянным потоком массы. Основные дифференциальные уравнения в частных производных преобразуются в систему обезразмеренных уравнений, которые затем решаются численно конечно-разностным методом. Обезразмеренные уравнения – нестационарные двумерные сопряженные и нелинейные. Из полученных расчетов выбран представительный набор результатов, отображенных в графической форме. Графики показывают влияние различных физических параметров на локальное и усредненное поверхностное трение, число Нуссельта и число Шервуда.

Рассматриваются особенности взаимодействия гетерогенных потоков с преградами, которые в зависимости от условий приводят либо к эрозии материала преграды, либо к образованию на ее поверхности покрытия. Показано, что процесс ударного взаимодействия гетерогенного потока с преградой при скоростях ударов частиц порядка 1000 м/с может существенно отличаться от классического процесса. Предложена модель ударного взаимодействия частиц с поверхностью, более подробно рассмотрен случай взаимодействия частиц с поверхностью из материала идентичного материалу частиц.

С помощью математического моделирования исследуется влияние термических свойств фильтрующихся жидкостей и гравитационных сил на процесс противоточной пропитки. Рассматриваются два варианта условий, при которых в нефтяных пластах могут возникать такие процессы.

Численным методом исследуется динамика парового пузырька, растущего в однородно перегретой жидкости при температуре предельного перегрева. Используется схема температурно-однородного равновесного парового пузырька, в которой учитывается изменение давления и плотности пара в пузырьке. Расчеты сравниваются с имеющимися теоретическими моделями и результатами экспериментов. Показано, что высокие значения скорости поверхности пузырька, наблюдающиеся в экспериментах по взрывному вскипанию перегретой жидкости, можно объяснить длительной динамической стадией, в течение которой поддерживается существенный перепад давления между жидкостью и паровым пузырьком.

Методом пьезометра постоянного объема измерены давления на линиях фазовых равновесий и плотность паровой фазы трехкомпонентного озонобезопасного фреона С10М1 в интервалах температур 310 403 K и давлений от линии конденсации до 3 МПа. Погрешности измерения температуры, давления и плотности составили 0.02 K, 1.5 кПа и 0.25 % соответственно. Получены аппроксимационные уравнения для давления паров на линиях конденсации и испарения, а также уравнение состояния пара в форме Бенедикта – Вебба – Рубина. Показано, что использование уравнения Ли – Кеслера позволяет предсказывать плотность пара С10М1 с погрешностью менее одного процента.

Известные модели, используемые для описания кристаллизации из испаряющейся жидкой дисперсной фазы аэрозоля раствора, отражают только одну из сторон таких процессов – либо испарение растворителя (воды), либо рост кристаллов растворенного вещества. Взаимосвязь этих процессов возможно учитывать с помощью уравнений материального баланса по растворителю и растворенному веществу. При этом предполагается, что механизмы обменных процессов известны. Тогда получается модель, которая позволяет одновременно рассчитывать влажность воздуха, концентрацию растворенного вещества, размеры кристалла и капли в любой момент времени. Применение модели проиллюстрировано на примере расчета динамики испарения капли раствора поваренной соли. Вычислены времена зарождения кристалла и полного испарения растворителя при заданных начальных условиях.