Предложен эффективный численный алгоритм на основе метода С. К. Годунова, позволяющий качественно и количественно рассчитывать гидродинамические течения, возникающие в результате детонации зарядов взрывчатых веществ в воздушной полости. Расчеты проведены по разностной схеме с использованием подвижных разностных сеток, причем в качестве подвижных границ используются контактные поверхности: продукты детонации ‐ воздух, воздух ‐ вода и фронт ударной волны. Достоверность расчетов подтверждается экспериментальными данными.
Рассматриваются квазилинейные интегродифференциальные уравнения, описывающие в эйлерово-лагранжевой системе координат завихренные течения идеальной несжимаемой жидкости в узком искривленном канале. Получены необходимые и достаточные условия гиперболичности системы уравнений движения для течений с монотонным по глубине профилем скорости. Вычислены скорости распространения характеристик и характеристическая форма системы. Приведено точное частное решение, на котором система интегродифференциальных уравнений с ростом времени меняет тип. Для линеаризованных уравнений дано решение задачи Коши. Построен пример начальных данных, для которых задача Коши некорректна.
Найдены новые типы плоских стационарных вихревых образований в идеальной жидкости. Эти структуры описываются точными решениями уравнения для функции тока. Данное уравнение является эллиптическим аналогом известного нелинейного волнового уравнения Буллафа ‐ Додда ‐ Жибера ‐ Шабата. Устойчивость по Ляпунову некоторых решений следует из теоремы Арнольда.
Исследуется влияние граничных условий на поверхностях, ограничивающих многокомпонентные стратифицированные среды, на процессы формирования течений в задачах многокомпонентной диффузии и термоконцентрационной конвекции. Приведены точные решения этих задач, анализ которых показывает, что в случае многокомпонентной диффузии формируется несколько пограничных слоев (концентрационные и скоростной), что приводит к декомпозиции физических полей и расщеплению характерных пространственных масштабов. В случае же термоконцентрационной конвекции образуется более сложная динамическая структура, включающая, помимо пограничных слоев, еще и фронты инжекции, существенное влияние которых на характеристики течения проявляется на расстояниях, значительно превышающих толщины пограничных слоев.
Н. И. Болонов, В. У. Бондарчук*, И. А. Ватутин*, Б. А. Коловандин*, В. Г. Лобачев
"Донецкий государственный университет, 340055 Донецк *АН К «ИТМО» НАН Беларуси, 220072 Минск"
Страницы: 64-75
Приводятся результаты экспериментального и численного исследования динамики параметров однородной турбулентности устойчиво стратифицированной жидкости при различных значениях молекулярного числа Прандтля ‐ Шмидта в широком диапазоне времени плавучести Nτ. Приводится краткое описание бассейна, использованной измерительной аппаратуры и методики эксперимента. Численное моделирование выполнено с использованием модели второго порядка однородной турбулентности стратифицированной среды. Проанализировано влияние колебаний турбулентного потока массы (тепла) q(Nτ) на эволюцию статистических параметров полей скорости и температуры, найдено инвариантное соотношение для параметров сильной турбулентности стратифицированной жидкости. Показано, что статистические параметры турбулентности, будучи сглаженными по амплитуде колебаний, после точки коллапса меняются во времени автомодельно.
Выполнено численное моделирование динамики пассивной примеси от мгновенного локализованного источника в зоне турбулентного смешения в пикноклине. Источник имитируется заданием начального распределения осредненной концентрации примеси в виде финитной функции, принимающей постоянное значение в круге малого радиуса. Результаты расчетов показывают возможность ситуаций, когда распространение пассивной примеси в значительной мере определяется конвективным течением, генерируемым зоной турбулентного смешения.
В рамках модели идеального газа методом Годунова проведено численное моделирование сверхзвукового обтекания тела с кольцевым уступом, образованным двумя соосно расположенными цилиндрами. Рассмотрены режимы нестационарного обтекания и особенности течения, связанные с наличием цилиндрической полости в носовой части тела. Исследовано влияние интенсивности вдува кольцевой пристеночной струи со дна полости на стабилизацию течения и сопротивление тела. Установлена область существования стационарного обтекания.
Рассмотрена задача определения интегральных аэродинамических характеристик летательных аппаратов в целом в трансзвуковом диапазоне скоростей. Разработан приближенный метод их расчета, основанный на использовании нелинейной трансзвуковой теории малых возмущений для пространственного обтекания тел. Метод исследования состоит в разделении области течения на две подобласти (внешнюю и внутреннюю), применении численных методов интегрирования уравнений в указанных областях и сращивании решений. Метод Мурмана – Коула для расчета сопротивления давления изолированного крыла обобщается на случай комбинации крыла с фюзеляжем.
Измеряется поверхностное трение, возникающее при обдувании потоком воздуха плоской пластины с помощью жидкокристаллического покрытия. Используемая пленка тематического жидкого кристалла давала оптический отклик, по которому определялась величина поверхностного трения. Предлагаемая методика не требует жесткого контроля толщины покрытия и углов освещения и наблюдения. Этот факт позволит в дальнейшем перейти к панорамным измерениям поверхностных аэродинамических характеристик.
Представлен метод определения зависимости вероятности гетерогенной рекомбинации по результатам измерений теплового потока Qw к поверхности каталитического датчика при его импульсном обдуве сверхзвуковым потоком газа, диссоциированного падающей ударной волной, распространяющейся в ударной трубе. Показано, что точность определения γw зависит не только от точности измерений в эксперименте, но и от результатов математического моделирования течения диссоциированного газа около поверхности тела. Представлены результаты обработки эксперимента.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
