Ю.Я. Трифонов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия trifonov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: вязкое течение пленки, устойчивость, нелинейные волны, поверхность раздела
Страницы: 60-68
Проведено исследование волнового течения вязкой пленки жидкости по нижней поверхности наклонной плоскости. Определены режимы течения со стационарно бегущими волнами и исследована их устойчивость относительно периодических линейных возмущений с той же длиной волны, что и в нелинейном решении. Расчеты проведены на основе полных уравнений Навье - Стокса. Рассчитаны бифуркационные линии при различных значениях угла наклона и числа Капицы. Установлено, что их структура существенно зависит от числа Капицы и слабо зависит от угла наклона. Показано, что при больших углах наклона происходит смена типа ветвления решения от безволнового решения и толщина пленки достигает нулевого значения на некотором расстоянии от точки бифуркации. В зависимости от чисел Капицы и Рейнольдса рассчитан критический угол, при котором происходит отрыв пленки
П.А. Кондрашов, А.С. Шмаков, А.А. Сидоренко
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия p.kondrashov@g.nsu.ru
Ключевые слова: климатические трубы, обледенение, дисперсный состав спрея, обводненность потока, градиент интенсивности, обработка изображений
Страницы: 69-79
Проведено экспериментальное исследование параметров газокапельного потока в малой климатической аэродинамической трубе Института теоретической и прикладной механики СО РАН. С помощью оптической прямотеневой системы PolisSpray определен дисперсный состав жидкой фазы в рабочей части. Получены теневые фотографии капель в различных областях рабочей части установки. Разработан и реализован основанный на совмещении методов анализа градиентных перепадов и морфологических операций алгоритм определения наличия капель, позволяющий повысить точность оценки их размеров. Получены распределения частиц по диаметрам в исследуемых областях рабочей части трубы, а затем откорректированы с учетом влияния глубины резкости и оптического размытия, определяемого на основе величины градиента на границе изображения капли. Проведено сопоставление полученных данных с результатами определения дисперсного состава с помощью лазерно-дифракционного анализатора Malvern Spraytec
В.С. Сизиков1,2, А.П. Чупахин3 1Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Санкт-Петербург, Россия sizikovvs@yandex.ru 2Институт проблем машиноведения РАН (ИПМаш РАН), Санкт-Петербург, Россия 3Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия chupakhin@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: виброобъемный метод, перфузия, перекачивание крови, реологическая модель, вязкоупругая жидкость
Страницы: 80-88
Представлены результаты численного моделирования перекачивания крови по эластичному сосуду виброобъемным методом. Выполненное моделирование характеризует движение крови в сосуде, осуществляемое виброобъемным методом. Показано, что движение крови существенно зависит от частоты и амплитуды вынуждающей силы, а также от угла раскрытия канала, образованного стенками вибрационного устройства. В результате качественного анализа задачи показано существование установившегося режима перемещения крови вдоль сосуда при воздействии вибрационной силы со скоростями перемещения, характерными для различных конструкций перфузионных насосов. Установлено влияние основных параметров работы устройства на скорость транспортирования крови, позволяющее управлять расходом крови путем изменения частоты внешнего возбуждения при заданных угле раскрытия транспортного канала и амплитуде вынуждающей силы. Полученные зависимости подтверждают принципиальную возможность осуществления перфузии и управления расходом крови и кровезамещающих растворов за счет изменения конструктивных и режимных параметров работы устройства. Предложено направление дальнейшего совершенствования модели оптимизацией формы стенок канала устройства
И.И. Мажуль
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия mazhul@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковое течение, конфузорный канал, структура течения, отрыв пограничного слоя, относительная ширина, температура поверхности
Страницы: 89-96
Численно исследуются особенности сверхзвукового течения в конфузорном канале в зависимости от его относительной ширины и температуры поверхности. Рассмотрен прямоугольный канал, состоящий из сужающегося входного участка и участка постоянного поперечного сечения. Во входном участке клином сжатия с углом δ кл = 13° генерируется скачок уплотнения, вызывающий отрыв пограничного слоя. На основе уравнений Навье - Стокса и модели турбулентности k-ω SST получены данные по структуре потока и характеристикам отрывных зон пограничного слоя при числе Маха в сечении входа в канал M = 4,5.
С.А. Акинин, А.В. Старов, И.С. Цырюльников
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия akinin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: численное моделирование, кратковременный режим работы, дросселирование, теплопотери, теплоизолирующие материалы, керамика
Страницы: 97-105
В работе выполнено трехмерное нестационарное численное моделирование сопряженного теплообмена в газодинамическом тракте аэродинамической установки с целью оценки влияния тепловых потерь на реализуемые параметры воздушного потока. Проведен анализ вклада отдельных элементов тракта в снижение полной температуры и исследовано влияние теплофизических свойств материала дросселирующего узла. Полученные результаты демонстрируют определяющую роль материала дросселирующего узла на тепловые потери и обосновывают необходимость применения теплоизолирующих элементов дросселя для обеспечения максимальных воспроизводимых параметров торможения воздушного потока
Ю.В. Громыко, И.С. Цырюльников
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия yurkonsk@itam.nsc.ru
Ключевые слова: матрица смежности уровня серого, GLCM, текстурные признаки, пограничный слой, ламинарно-турбулентный переход, лазерная визуализация, PIV
Страницы: 106-113
Приводятся данные о структуре засева частицами потока сверхзвуковой аэродинамической трубы с электродуговым подогревом рабочего тела. Рассматривается применение статистических подходов на основе матриц смежности уровня серого (GLCM) для определения текстурных признаков, соответствующих различным режимам течения в пограничном слое
А.А. Сидоренко, А.С. Шмаков, Е.А. Меркулова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия sindr@itam.nsc.ru
Страницы: 114-122
В работе сравниваются экспериментальные и расчетные данные по обледенению профиля крыла малой хорды 300 мм при температурах набегающего потока -5 °C и -15 °C. Установлено, что при малых числах Рейнольдса классические модели, адекватно описывая общую форму льда, не разрешают мелкомасштабные структуры, такие как гребни, иглы и ривулеты. Эффект от сглаживания данных структур особенно проявляется для смешанного режима обледенения. Для малых беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) это ограничение является критическим, так как на тонких кромках мелкомасштабный лед существенно меняет структуру течения и теплообмен. В работе показано, что без учета мелкомасштабных структур льда невозможно корректно прогнозировать процесс обледенения, что ставит под сомнение применимость существующих численных моделей для анализа обледенения БПЛА
Н.П. Киселев, В.И. Запрягаев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия nkiselev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковая струя, микроструя, импактная струя, преграда с отверстием, пульсации давления, автоколебания
Страницы: 123-130
В работе представлены результаты измерения пристенных пульсаций давления, образующихся при взаимодействии сверхзвуковой недорасширенной струи при наличии на срезе микроструй, с преградой, имеющей соосное со струей отверстие. Выявлено, что в определенном диапазоне линейных параметров вдув микроструй в основную сверхзвуковую струю приводит к снижению амплитуды автоколебаний, вызванных обратной акустической связью между соплом и преградой. Однако вне этого диапазона наличие микроструй не приводит к существенному снижению пульсаций вблизи среза сопла, вызванных периодическим изменением массового расхода газа через центральное отверстие
Д. Сюэ1,2, Ц. Гао1, Ц. Сунь1, Л. Чжан1, Ю. Ни1, Л. Шэнь1 1Чжэцзянский океанологический университет, Чжоушань, Китай yueguotian@163.com 2Инженерное училище Университета Ньюкасла, Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания
Ключевые слова: многозвенное тело, роботизированное движение рыбы, гидроупругость
Страницы: 131
Представлена и протестирована вычислительная схема на основе метода сглаженных частиц для моделирования движения многозвенных рыбоподобных тел. В данной схеме указанный метод объединен с подходом многотельной динамики для решения задачи гидроупругости (взаимодействия жидкости и деформируемой конструкции) применительно к плавающим объектам, имитирующим движения рыб. Проведена тщательная верификация решателя на трех эталонных задачах. Сравнение с известными результатами численных расчетов показало, что предложенная модель позволяет воспроизводить ключевые гидродинамические эффекты, включая обратные вихревые дорожки Кармана, механизмы генерации тяги и характеристики движения, зависящие от режима движения. Разработанная и верифицированная вычислительная схема является эффективной при проектировании, управлении и оптимизации биоинспирированных подводных аппаратов
В рамках линейной теории устойчивости исследовано влияние вертикального переменного электрического поля на слой диэлектрической вязкоупругой жидкости Навье - Стокса - Фойгта, засоленный снизу и подогреваемый либо снизу, либо сверху. Задача на собственные значения решена точно для условий, соответствующих свободным границам, а для условий, соответствующих жестким стенкам, применен метод Галеркина. Проведен численный анализ влияния электрического поля на систему для стационарного и осцилляционного режимов конвекции. Установлено, что при малых значениях концентрационного числа Рэлея реализуется стационарная конвекция, а при больших происходит переход к осцилляционной конвекции. Параметр Навье - Стокса - Фойгта играет важную роль в стабилизации осцилляционной конвекции. Показано, что при нагреве сверху система более устойчива, чем при нагреве снизу. Полученные результаты согласуются с известными данными
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
