Главная – Журналы – Поиск по журналам

Выполнено экспериментальное и численное
моделирование развития турбулентного
осесимметричного следа за самодвижущимся
телом. Экспериментально режим
самодвижения реализовывался в следе за
телом вращения, гидродинамическое
сопротивление которого полностью
компенсировалось импульсом выдуваемой из
его кормовой части закрученной струи, а
вносимая струей закрутка
уравновешивалась вращением части
поверхности тела в противоположном
направлении. Для математического
описания такого следа применялась
полуэмпирическая модель турбулентности
второго порядка, включающая
дифференциальные уравнения движения,
переноса нормальных рейнольдсовых
напряжений, скорости диссипации и
неравновесные алгебраические соотношения
для определения касательных напряжений.
Получено удовлетворительное согласие
результатов расчетов с данными
эксперимента. Численно исследовано
вырождение дальнего турбулентного следа.

Проведены экспериментальные исследования
условий возникновения аэроакустических
резонансных явлений около
осесимметричного тела в виде трубы с
толстыми стенками, обтекаемого потоком
воздуха в прямоугольном канале.
Определены зависимости собственной
частоты акустических колебаний от длины
модели. В результате исследований
механизма возникновения колебаний в
следе показано, что процесс генерации
кольцевых когерентных структур в
резонансных режимах характеризуется
развитием нелинейностей, в том числе
субгармонического пакета. Обсуждаются
возможные способы управления течением.

Исследуется нелинейное развитие
гидроупругой неустойчивости, возникающей
при обтекании покрытия из
резиноподобного материала турбулентным
пограничным слоем потока несжимаемой
жидкости. Построено нелинейное
дисперсионное уравнение для двумерных
квазимонохроматических волн малой
амплитуды. Уравнения Прандтля для
среднего (по периоду волнистости)
течения в пограничном слое решены в
приближении локального подобия и с
помощью прямого численного
интегрирования. Развитие неустойчивых
волн во времени изучено на основе
уравнения Ландау, которое выводится
отдельно для неустойчивости быстрых волн
(флаттера) и квазистатической
неустойчивости (дивергенции). Проведено
сопоставление результатов расчетов с
известными экспериментальными данными.

Построена математическая модель эволюции
слоя смешения в течениях со сдвигом
скорости. Найдено решение задачи о слое
смешения с градиентом давления, в
частности, получено распределение
скорости и основных характеристик
турбулентного течения в слое смешения.

Рассмотрено обтекание плоской пластины с
затупленной передней кромкой потоком
вязкой несжимаемой жидкости с малой,
периодической по размаху стационарной
неоднородностью профиля скорости. Такое
течение моделирует взаимодействие одного
из видов вихревых возмущений
турбулентного внешнего потока с
пограничным слоем. Полученное решение
предсказывает порождение сильных
возмущений в пограничном слое,
аналогичных полосчатой структуре,
наблюдаемой при повышенной степени
турбулентности набегающего потока.
Показано, что течение в пограничном слое
на затупленных телах более восприимчиво
к вихревым возмущениям, чем на пластине
с острой передней кромкой.

Рассматривается ползущее движение
тонкого слоя нелетучей вязкой жидкости,
растекающейся под действием капиллярных
сил по поверхности твердого тела,
покрытой однородной пленкой малой
толщины (микропленкой). Изучается
влияние сил Ван-дер-Ваальса в
прекурсионной пленке на асимптотику угла
наклона свободной границы слоя в области
больших толщин, где преобладают
капиллярные силы. Получено решение
задачи об угле наклона для всего
возможного диапазона толщин микропленки.
В пределе малых толщин микропленки оно
согласуется с известным решением задачи
динамики смачивания сухой поверхности
при наличии прекурсионной пленки с
учетом влияния сил Ван-дер-Ваальса.
Исследована роль условия на конце
прекурсионной пленки.

Численно изучаются различные режимы
взаимодействия осесимметричной
сверхзвуковой недорасширенной струи газа
как с конечной, так и с плоской
безграничной преградами. Использована
модель идеального совершенного газа и
один из вариантов схемы Годунова
повышенного порядка точности. Проведено
сравнение вычисленных и
экспериментальных частотных спектров
колебаний давления в центре преграды,
получено их хорошее соответствие.

Рассматривается задача оптимизации
параметров траектории входа в атмосферу
Земли по величине суммарного
конвективного теплового потока в точке
торможения затупленного тела. В качестве
исходной математической модели для
расчета теплового потока используются
уравнения тонкого (гиперзвукового)
вязкого ударного слоя с учетом
неравновесного характера протекания
химических реакций и многокомпонентной
диффузии. Оптимальное решение находится
с помощью эффективного робастого метода
с использованием базовых идей
генетических алгоритмов.

Показано, что при определенном сочетании
высоты ребра (2–15 мм) на входе в
рабочий участок и уровня турбулентности
основного течения (1–26 %) существуют
экстремумы параметров, описывающих
массообмен на поверхности испаряющегося
жидкого топлива. В опытах с горением и
без него отмечаются дискретные изменения
интенсивности тепло- и массопереноса.
Анализируются условия их появления.

Представлены результаты теоретического и
экспериментального исследований динамики
и массообмена при десорбции газа из
жидкой пленки при наличии спутного
воздушного потока. Расчетная модель
основана на решении интегральных
соотношений импульсов и диффузии для
газообразной и жидкой фаз. Анализ
проведен для ламинарного и турбулентного
режимов течения пленки. Опытное изучение
массоотдачи проводилось при десорбции
углекислого газа из водной пленки.
Получены критериальные соотношения для
массопереноса в газообразной и жидкой
фазах. Опыты показали, что коэффициенты
массообмена на порядок выше
соответствующих значений в случае
течения гладкой пленки. Обсуждаются
возможные механизмы столь сильной
интенсификации массоотдачи пленки
жидкости в спутном газовом потоке.