А.И. Руденко
Калининградский государственный технический университет, Калининград, Россия aleksej.rudenko75@bk.ru
Ключевые слова: стационарная слабонелинейная периодическая волна, потенциальное движение жидкости, профиль волны, след функции тока, первый метод Стокса
Страницы: 63-72
Рассмотрена двумерная задача о стационарных нелинейных волнах на поверхности слоя идеальной жидкости конечной толщины. Решение поставленной задачи с использованием предлагаемой методики включает следующие этапы: с помощью следа функции тока изменено кинематическое условие на свободной поверхности с использованием интеграла Бернулли - Коши динамическое условие представлено в новой форме, веден интегральный оператор типа свертки, позволяющий упростить нелинейную краевую задачу определения четырех функций одной переменной, основными из которых являются форма профиля волны и след функции тока на нулевом горизонте. Данная методика позволяет свести двумерную задачу к одномерной. Получены две формы нелинейного дисперсионного соотношения: зависимость скорости волны от амплитуды основной гармоники волны и зависимость скорости волны от амплитуды волны. Рассмотрены случаи коротких и длинных волн
Построено приближенное решение уравнения Кана - Хилларда с логарифмическим потенциалом, используемым при моделировании разделения фаз бинарных сплавов. Уравнение Кана - Хилларда является нелинейным уравнением высокого порядка. Использование разностной схемы для уравнения Кана - Хилларда приводит к появлению громоздких схем. Для устранения недостатков таких схем уравнение Кана - Хилларда сведено к системе уравнений второго порядка с граничным условием Неймана, к которой применяется схема второго порядка, основанная на двумерном методе Кранка - Николсона. Доказана единственность полученного приближенного решения и выполнена оценка его погрешности. Исследованы законы сохранения массы и уменьшения полной энергии. Для подтверждения теоретических результатов приведены решения трех задач с различными начальными условиями
И.М. Илюхин, И.В. Егоров
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Жуковский, Россия Центральный аэрогидродинамический институт им. Н. Е. Жуковского, Жуковский, Россия ivan.ilyukhin@phystech.edu
Ключевые слова: численное моделирование, сверхзвуковой пограничный слой, ламинарно-турбулентный переход, благоприятный градиент давления, турбулентное пятно
Страницы: 96-109
Проводится численное моделирование распространения возмущений в сверхзвуковом пограничном слое на прямом параболическом крыле. Вблизи передней кромки в пограничный слой вводится возмущение массового расхода, в результате чего формируется волновой пакет первой моды, амплитуда которой растет вниз по потоку. Показано, что при достижении критической амплитуды развитие возмущения становится нелинейным, появляются продольные структуры. Нелинейное взаимодействие мод пограничного слоя приводит к формированию турбулентного пятна. Выполнено сравнение характеристик полученного пятна с известными данными для безградиентных течений
А.А. Рахимов, Д.А. Самигуллин
Институт механики им. Р. Р. Мавлютова Уфимского федерального исследовательского центра РАН, Уфа, Россия ragar83@mail.ru
Ключевые слова: мед, пузырек воздуха, реология, вязкость, скорость деформации сдвига, поверхностное натяжение
Страницы: 110-121
Представлены результаты экспериментального изучения свойств меда. Показано, что с увеличением влагосодержания или температуры вязкость меда уменьшается. При измерениях коэффициента поверхностного натяжения липового меда методами взвешивания капель, капиллярного поднятия жидкости и отрывающего пузырька воздуха в жидкости получены близкие результаты. Найдена формула, позволяющая по известным коэффициенту поверхностного натяжения и скорости восстановления формы пузырька воздуха в жидкости после его растяжения до размеров, превышающих начальные в два раза, при одной и той же температуре измерения оценить динамическую вязкость жидкости
В.А. Архипов, С.Ю. Богданов, А.С. Усанина, Р.А. Чуркин
Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия leva@niipmm.tsu.ru
Ключевые слова: кластер монодисперсных капель, концентрация капель, скорость всплытия кластера, экспериментальное исследование
Страницы: 122-128
Представлены результаты экспериментального исследования процесса всплытия кластера монодисперсных капель изопарафинового масла в дистиллированной воде в диапазоне чисел Рейнольдса Re = 200÷800. Показано, что начальная объемная концентрация капель в кластере является одним из основных параметров, определяющих его динамику. Исследовано движение кластера двух типов, характеризуемое наличием или отсутствием столкновений содержащихся в нем капель. Получены экспериментальные зависимости скорости всплытия кластера капель от числа Рейнольдса при различных значениях начальной объемной концентрации капель. Определено предельное значение начальной объемной концентрации капель, соответствующее началу движения кластера со скоростью, превышающей скорость движения одиночной капли
Исследован процесс возникновения термомагнитной конвекции стратифицированного магнитного коллоида, заполняющего ячейку Хеле-Шоу, которая помещена во внешнее неоднородное магнитное поле и нагревается со стороны узкой грани таким образом, что постоянный градиент напряженности поля сонаправлен с градиентом температуры. С помощью метода Галеркина получены критические магнитные числа Рэлея как для режимов монотонной конвекции, так и для режимов колебательной конвекции, возникающих за счет неоднородности концентрации магнитных наночастиц, вызванной термодиффузией и магнитофорезом. Для колебательной неустойчивости определена зависимость частоты нейтральных колебаний от параметра разделения смеси и концентрационного числа Рэлея. Для надкритических монотонных и колебательных режимов конвекции представлены распределения функции тока, температуры и концентрации, а также исследовано поведение амплитуд различных пространственных гармоник
В.И. Бородулин, А.В. Иванов, Ю.С. Качанов, А.П. Рощектаев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия bo@itam.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой скользящего крыла, цилиндрические турбулизаторы, сценарии перехода к турбулентности, эффективность турбулизаторов
Страницы: 140-171
Основной целью настоящего исследования является изучение механизма принудительной турбулизации ламинарного пограничного слоя скользящего крыла, в котором доминирует неустойчивость поперечного течения, при помощи периодических по размаху рядов цилиндрических турбулизаторов. Эксперименты проведены с помощью термоанемометрии в малотурбулентной аэродинамической трубе ИТПМ СО РАН (Новосибирск) при малых дозвуковых скоростях набегающего потока на модели 25-градусного скользящего крыла. Результаты подробных прецизионных измерений средней и пульсационной структуры течения получены в широкой области пространства в 12 различных режимах измерений для пяти типов турбулизаторов (а также без них) для двух скоростей потока. Изученный диапазон чисел Рейнольдса по высоте цилиндров был между 565 и 3613. Настоящая статья является ч. 1 данного исследования. В ней изучены и подробно описаны основные сценарии перехода к турбулентности, вызываемого турбулизаторами. Показана их высокая эффективность. Продолжение исследования будет представлено в ч. 2
А.В. Бойко, А.В. Довгаль, А.М. Сорокин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия boiko@itam.nsc.ru
Ключевые слова: гидродинамическая устойчивость, отрыв пограничного слоя, обтекание уступа поверхности, нестационарное течение
Страницы: 172-176
Проведено экспериментальное исследование обтекания двумерного уступа поверхности пластины потоком несжимаемого газа в условиях контролируемого низкочастотного воздействия на отрывное течение. Установлено, что колебания потока, частота которых на порядок величины меньше частоты, характерной для конвективной неустойчивости оторвавшегося пограничного слоя, вызывают существенные изменения средних по времени и пульсационных характеристик течения в зоне отрыва
А.В. Иванов, А.Д. Черепанов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия andi@itam.nsc.ru
Ключевые слова: аэродинамика, циклоидальный ротор, движитель, летательный аппарат, управляемый вектор тяги
Страницы: 177-190
Представлена история развития различных циклоидальных роторов (ЦР), применяемых в качестве движителя для летательных аппаратов. Описан принцип работы ЦР с качающейся лопастью. Приведен обзор работ, обобщаются и анализируются количественные данные и выявляются наиболее важные параметры, влияющие на характеристики ЦР с качающейся лопастью. Получены оптимальные значения основных параметров для улучшения характеристик ЦР с качающейся лопастью. Предложен метод инженерной оценки тяги ЦР с качающейся лопастью
Д.В. Дик, А.А. Филиппов, Н.Ю. Бурхинова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия dickdmit@yandex.ru
Ключевые слова: карбид бора, диборид хрома, нановолокнистый углерод, горячее прессование, микротвердость, модуль упругости
Страницы: 191-195
Методом реакционного горячего прессования шихты из карбида бора, оксида хрома и углеродного материала с большой удельной площадью поверхности получен функционально-градиентный материал B4C-CrB2 с градиентом концентрации CrB2 по толщине, равным 5, 15, 25 %. Представлены общий вид микроструктуры и распределение частиц диборида хрома по размерам в каждом слое. Показана немонотонность изменения механических свойств с увеличением концентрации CrB2, обусловленная особенностями реакции карбидоборного восстановления
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
