Главная – Журналы – Поиск по журналам

Разработан источник энергии на основе спирального магнитокумулятивного генератора с одновременным инициированием заряда взрывчатого вещества по оси. Генератор работает на двойной индуктивный накопитель энергии с узлами разрыва токового контура в каждом накопителе. Получены основные аналитические зависимости амплитуды и формы импульса от параметров двойного индуктивного накопителя энергии. В эксперименте с таким источником энергии на узле разрыва из электрически взрывающихся проводников получен импульс напряжения 770–800 кВ. Напряжение в точках возможного подключения нагрузки составило 1300–1350 кВ. Длительность фронта импульса напряжения от значения 0,1U_max до значения 0,9U_max не превышала 0,5 мкс.

Исследовано влияние колебательной релаксации на нелинейную эволюцию крупной вихревой структуры в сдвиговом потоке сильнонеравновесного двухатомного газа. Расчеты выполнены на основе системы уравнений двухтемпературной газодинамики вязкого теплопроводного газа. Релаксация к равновесию температуры колебательных уровней молекул газа описывалась уравнением Ландау — Теллера. Вклад релаксации вращательных уровней учитывался коэффициентом объемной вязкости в тензоре напряжений. Показано, что на фоне только релаксационного процесса в отсутствие вязкой диссипации затухание кинетической энергии возмущений и рейнольдсовых напряжений возрастает в пределах до 10% по сравнению со случаем термического равновесия. При большой (реально достижимой) степени возбуждения колебательной моды, умеренных значениях динамической и объемной вязкостей и характерном времени релаксации, соизмеримом с временем течения, относительный эффект подавления возмущений достигает 15%.

Предложена математическая модель механики двухскоростной двухтемпературной смеси газов, на основе которой методами математического моделирования изучена эволюция слоя смешения двух газов различной плотности при воздействии на него ударных волн и волн сжатия в одномерном нестационарном приближении. В асимптотическом приближении полной модели получено решение начально-краевой задачи, описывающее формирование диффузионного слоя между двумя газами. В полной постановке численно решены задачи о взаимодействии ударных волн и волн сжатия с диффузионным слоем. Показано, что при переходе ударной волны через слой происходит его сжатие, величина которого зависит от интенсивности ударной волны. Установлено, что при переходе ударной волны из тяжелого газа в легкий слой смешения оказывается пересжатым и после прохождения ударной волны происходит его расширение. Детально описана волновая картина течения. Получено удовлетворительное согласие результатов расчетов изменения ширины области перемешивания с экспериментальными данными.

Экспериментально исследована структура сверхзвуковых неизобарических струй при числах Маха M_a = 1, 2 с целью изучения влияния кривизны линий тока на характеристики развития продольных вихрей в слое смешения. Исследовано пространственное развитие стационарных продольных вихрей в слое смешения сверхзвуковых струй. Разработана методика генерации стационарных продольных вихрей путем нанесения микронеровностей контролируемых размеров на внутреннюю поверхность сопла. Получены радиальные профили и азимутальные неоднородности полного давления, определены толщина слоя смешения и кривизна линий тока сверхзвуковых струй. Выявлено существенное влияние микронеровностей заданной формы, размещенных на поверхности сопла, на изменение полного давления в слое смешения сверхзвуковых струй по сравнению с естественными возмущениями.

На основе результатов численного интегрирования нестационарных двумерных уравнений Навье — Стокса исследована эволюция поля течения около кругового цилиндра и сферы, мгновенно стартующих с постоянной сверхзвуковой скоростью (M_∞ = 5, Re = 10⁵) из состояния покоя.

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния продольных полосчатых структур на процесс турбулизации круглой ламинарной струи. Изучены качественные характеристики развития струи с использованием дымовой визуализации картины течения в струе и с проведением съемок видеокамерой поперечного и продольного сечений струи, подсвеченных лазерным "ножом" при стробоскопировании изображения. Показано, что полосчатые структуры могут быть генерированы непосредственно на выходе из сопла и их взаимодействие с кольцевыми вихрями Кельвина — Гельмгольца приводит к возникновению азимутальных "лучей" (Λ-структур) по типу трехмерного искажения двумерной волны Толлмина — Шлихтинга на нелинейной стадии классического перехода в пристенных течениях. Рассмотрено влияние скорости истечения струи и акустического воздействия на турбулизацию струи.

Приведены результаты численного моделирования взаимодействия косой ударной волны с турбулентным пограничным слоем, образующимся при сверхзвуковом (число Маха M = 5) обтекании плоской пластины. Расчеты выполнены для трех случаев взаимодействия различной интенсивности, приводящих к безотрывному или отрывному течениям. Проведены сравнения расчетных и экспериментальных данных. Исследовано влияние турбулентности потока и нестационарности отрывного скачка на характеристики течения.

С использованием уравнений Навье — Стокса численно моделируется плоское сверхзвуковое течение при наличии симметричного перпендикулярного вдува струй через щели на стенках. Исследовано влияние нерасчетности и числа Маха струи на структуру течения. Получены зависимости угла наклона ударной волны и длины отрывной зоны от нерасчетности. Выявлено влияние нерасчетности на увеличение подъемной силы, возникающей при взаимодействии потока с вдуваемой струей.

На основе численного решения полной системы уравнений Навье — Стокса для несжимаемой жидкости получена формула для вычисления коэффициентов гидродинамического сопротивления в трубе с внезапным расширением сечения при числах Рейнольдса от 0,2 до 10. Проведено сравнение коэффициентов гидравлического сопротивления, полученных из численного решения уравнений Навье — Стокса и по выведенной формуле.

Исследуются безволновые режимы обтекания весомой жидкостью наклонной ступени высоты H. Рассмотрены случаи H > 0 и H <0. При этом всегда предполагалось, что поток является сверхкритическим справа на бесконечности, чем обеспечивается возможность существования решения с отсутствием волны вниз по потоку. Для случая докритического обтекания определялась зависимость между числом Фруда и возвышением ступени, которая обеспечивает безволновой режим. На основе анализа численных данных получена приближенная аналитическая зависимость между высотой ступени и числом Фруда. Показано, что эта зависимость практически одна и та же для ступеней любых наклонов. В случае сверхкритического обтекания установлено, что задача имеет двухпараметрическое семейство решений. В случае H