По отражательной способности мацералов (в основном витринита) установлен уровень зрелости органического вещества (ОВ) протерозойских, палеозойских и мезозойских отложений Анабаро-Хатангской седловины. В протерозое встречены только графитизированные частицы неясной генетической природы. В кембрийских, девонских и каменноугольных толщах ОВ преобразовано преимущественно до апокатагенеза (градации АК2-3). Примерно с той же интенсивностью изменено ОВ (АК1-3) в тустахской и нижнекожевниковской свитах нижней перми, хотя в отдельных скважинах и районах не превышает градаций МК12-МК2 (обозначения по А.Э.Конторовичу). В верхнекожевниковской свите верхней перми катагенез изменяется в пределах МК11-АК1, а в триасе - МК11-МК32. В юрских отложениях ОВ достигло в основном начала мезокатагенеза (МК11-МК12), а в наиболее погруженных участках градации МК2. В меловых толщах ОВ менее преобразовано (ПК3-МК11), реже выше. Перспективы нефтегазоносности могут быть связаны с отдельными комплексами в пермских, триасовых и юрско-меловых отложениях с умеренным уровнем зрелости органического вещества.
В модельном эксперименте исследован процесс взаимодействия внешнего искусственного возмущения с передней кромкой модели прямого крыла. Получены характеристики и особенности развития возмущений пограничного слоя, генерируемых в результате взаимодействия внешних возмущений и затупленной передней кромки модели крыла. Исследования выполнены в дозвуковой малотурбулентной аэродинамической трубе с использованием термоанемометрического метода регистрации возмущений. Показано, что генерируемые в набегающем потоке локализованные возмущения порождают в пограничном слое прямого крыла продольные полосчатые структуры. На границах (фронтах) продольных структур возникают высокочастотные волновые пакеты-предвестники. Исследована динамика развития волновых пакетов и локализованных продольных структур в пограничном слое над профилем крыла в градиентном течении.
Представлены результаты экспериментальных измерений для оценки корреляционных характеристик возмущений пограничного слоя плоской пластины с острой передней кромкой и пульсаций набегающего потока в случаях естественных пульсаций и при воздействии на переднюю кромку N-волны для числа Маха 2. Цифровым методом получены параметры взаимной корреляции сигналов от двух термоанемометров постоянного сопротивления. Определены частотные диапазоны, в пределах которых имеется взаимосвязь пульсаций массового расхода, измеряемого датчиками.
Измерения температуры газа на уровне внутренней стенки труб Ранка с квадратным и круглым поперечными сечениями при вариации доли холодного расхода для обеих труб показали наличие трех характерных зон роста температуры, которые не изменяются в широком диапазоне доли холодного расхода. Эти зоны характерны для анализа течения в вихревой трубе в рамках концепции кризиса течения.
Проведены исследования течения вблизи источника контролируемых гармонических нестационарных возмущений газовой среды, который может быть использован для генерации вихрей Гёртлера в сжимаемом пограничном слое. Источник имел плоскую поверхность с линейно расположенными цилиндрическими каналами, ведущими поочередно к двум полостям переменного объема. Рассмотрены различные конфигурации источника: с отдельными выходными отверстиями каналов и с щелевым отверстием над ними. Проведено численное моделирование в пакете Solid Works Flow Simulation, а также экспериментальное измерение скорости газа PIV-методом. Показано, что разработанный источник позволяет создавать периодические возмущения скорости вблизи поверхности амплитудой до 2 м/с при частоте 1 кГц. Формы профилей нормальной к поверхности скорости вдоль источника близки к синусоидальным как во времени, так и по пространству.
И.С. Цырюльников, Т.А. Коротаева, Ю.В. Громыко, Н.А. Маслов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия tsivan@itam.nsc.ru
Ключевые слова: импульсные аэродинамические трубы, измерения температуры, флуоресцентные покрытия, термоиндикаторные покрытия, численное моделирование, визуализация температуры поверхности
Страницы: 55-64
В статье рассматривается метод панорамного измерения температуры, основанный на регистрации флуоресценции тонкостенных покрытий на внутренней поверхности модели летательного аппарата и позволяющий проводить исследования в оптически загрязненных потоках высокоэнтальпийных установок кратковременного действия. Восстановление температуры и тепловых потоков на поверхности аэродинамической модели проводится на основе сочетания измеренной температуры и численного решения сопряженной задачи обтекания летательного аппарата. Практическая реализация предложенного метода осуществлена в потоке импульсной аэродинамической трубы ИТПМ СО РАН.
В статье представлены результаты исследования течения воздуха в сужающемся канале с горячей нижней стенкой при заданном постоянном тепловом потоке или заданной постоянной температуре стенки. Численное моделирование проводилось в пакете OpenFOAM с применением k-ω -SST-модели турбулентности. Верификация результатов моделирования продемонстрировала хорошее совпадение расчетных данных с профилями скорости и теплового числа Стантона, полученными в эксперименте. Данное исследование показало, что увеличение температуры стенки сужающегося канала приводит к возникновению эффекта прострела продольной скорости, подавлению турбулентности и снижению коэффициента трения и теплового числа Стантона. В отличие от безградиентного течения в сужающемся канале тип тепловых граничных условий оказывает заметное влияние на трение и теплообмен.
Представлено численное моделирование недорасширенной сверхзвуковой струи, истекающей из круглого сопла, выполненное в трехмерной постановке с помощью двух различных подходов: решения уравнений Навье - Стокса и прямого статистического моделирования. В обоих случаях за диском Маха в первой бочке струи возникала зона возвратного течения. Таким образом, данное явление, наблюдавшееся ранее в осесимметричных расчетах, не может быть объяснено неточностями аппроксимации этих уравнений вблизи оси симметрии.
И.И. Мажуль, Ю.П. Гунько
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия mazhul@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковые течения, канал с квадратным поперечным сечением, клинья сжатия, трехмерное взаимодействие скачков уплотнения
Страницы: 103-115
В статье представлены результаты численного исследования сверхзвуковых течений, возникающих в каналах квадратного поперечного сечения. Рассмотрены конфигурации, состоящие из сужающегося входного участка, образованного четырьмя клиньями сжатия, расположенными под прямым углом друг к другу, и последующего канала постоянного поперечного сечения. Исходные скачки уплотнения, образующиеся на носовых клиньях сжатия, попарно пересекаются между собой в двугранных углах конфигурации вдоль стреловидных линий, и далее вниз по потоку образуется сложная система отраженных и последующих взаимодействующих скачков уплотнения общего трехмерного положения. Данные получены в сверхзвуковом диапазоне чисел Маха набегающего потока М = 2 - 4 и при углах клиньев сжатия 3° и 8° в условиях течения как с регулярным, так и с нерегулярным взаимодействием исходных скачков уплотнения в двугранных углах конфигурации.
Выполнены измерения пульсаций полного давления в слое смешения сверхзвуковой, сильно недорасширенной струи. Полученное давление преобразовывалось в продольную скорость, это позволило определить основные характеристики слоя: его расширение и толщину, продольный и поперечный размеры возмущений, интенсивность и спектральный состав турбулентности. Рассматриваемый слой находился в состоянии насыщения, при этом в нем реализовывался широкий спектр возмущений. Измеренное расширение слоя оказалось вчетверо выше рассчитанного по статистически обобщенной методике. Интенсивность возмущений продольной компоненты скорости определялась в рассматриваемом слое двумя группами возмущений - низкочастотными и высокочастотными - с примерно равными вкладами. Из анализа результатов измерений следует, что перенос массы поперек слоя обратно пропорционален длинам вихрей, в верхней части диапазона частот интенсивных возмущений он кратно выше. Большой поперечный перенос массы обуславливает интенсивное смешение и быстрое расширение слоя.
